Разупрочнение метастабильных эвтектических сплавов при повторном нагружении в области микропластичности

В. Ф. Коршак, Р. И. Воронцова, Ю. И. Бойко

Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, пл. Свободы, 4, 61022 Харьков, Украина

Получена: 27.07.2020; окончательный вариант - 31.12.2020. Скачать: PDF

Исследовано влияние микропластической деформации на характеристики прочности эвтектического сплава Sn–38% мас. Pb. Проведены механические испытания образцов сплава при повторном растяжении до относительных удлинений, не превышающих 3$\cdot10^3$. Деформацию образцов определяли с помощью тензометрического метода измерений. Эксперименты проведены в режиме активного нагружения при комнатной температуре, при которой сплав проявляет сверхпластичные свойства. Исследован сплав в трёх различных состояниях, отличающихся продолжительностью естественного старения. Полученные зависимости напряжения от величины относительного удлинения образцов свидетельствуют о существенном разупрочнении исследуемого сплава в отличие от упрочнения металлических материалов, обычно наблюдающегося при подобных условиях механических испытаний. Во всех случаях после разгрузки наблюдается существенное сжатие образцов в течение некоторого промежутка времени, что свидетельствует о наличии в материале значительных внутренних напряжений. Причины разупрочнения обсуждаются с учётом ранее полученных данных об изменении внутреннего трения и модуля Юнга сплава после циклического деформирования в области микропластичности в режиме резонансных изгибных колебаний. Сделан вывод о том, что разупрочнение сплава обусловлено релаксацией внутренних напряжений и протеканием структурно-фазовых превращений в условиях внешнего нагружения образцов. Наблюдающиеся изменения коэффициента деформационного упрочнения могут свидетельствовать о метастабильности фазового состояния сплава и реализации во всех исследуемых случаях начальных стадий распада пересыщенных твёрдых растворов, стимулированного внешним механическим напряжением растяжения.

Ключевые слова: разупрочнение, повторное нагружение, эвтектический сплав, сверхпластичность, внутренние напряжения, фазовые превращения.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i03/0339.html

PACS: 61.66.Dk, 62.20.fq, 62.40.+i, 64.60.My, 64.75.Nx, 81.16.Rf, 81.40.Lm


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. М. В. Грабский, Структурная сверхпластичность металлов (Москва: Металлургия: 1975).
  2. И. И. Новиков, В. К. Портной, Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном (Москва: Металлургия: 1981).
  3. А. А. Пресняков, Р. К. Аубакирова, Сверхпластичность металлических материалов (Алма-Ата: Наука: 1982).
  4. О. А. Кайбышев, Сверхпластичность промышленных сплавов (Москва: Металлургия: 1984).
  5. Е. Н. Чумаченко, О. М. Смирнов, М. А. Цепин, Сверхпластичность: материалы, теория, технологии (Москва: КомКнига: 2005).
  6. Terence G. Langdon, J. Mater. Sci., 44: 5998 (2009). Crossref
  7. A. Zhilyaev and A. Pshenichnyuk, Superplasticity and Grain Boundaries in Ultrafinegrained Materials (Cambridge: Cambridge International Science Publishing Ltd.: 2011). Crossref
  8. В. M. Aржавитин, В. Ф. Коршак, Металлофиз. новейшие технол., 23, № 11: 1525 (2001).
  9. В. M. Aржавитин, В. Ф. Коршак, А. Ф. Сиренко, Физ. мет. металловед., 94, № 3: 80 (2002).
  10. В. М. Аржавитин, В. Ф. Коршак, Физ. мет. металловед., 97, № 1: 96 (2004).
  11. В. Ф. Коршак, В. М. Аржавитин, А. Л. Самсоник, П. В. Матейченко, Известия РАН. Серия физическая, 69, № 9: 1374 (2005).
  12. В. Ф. Коршак, В. М. Аржавитин, Физ. мет. металловед., 100, № 4: 96 (2005).
  13. В. С. Золотаревский, Механические свойства металлов (Москва: Металлургия: 1983).
  14. В. Ф. Коршак, Ю. А. Шаповалов, А. Л. Самсоник, П. В. Матейченко, Физ. мет. металловед., 113, № 2: 201 (2012). Crossref
  15. В. Ф. Коршак, Ю. А. Шаповалов, П. П. Паль-Валь, П. В. Матейченко, Известия РАН. Серия физическая, 75, № 10: 1428 (2011). Crossref
  16. K. Mori, K. N. Ishihara, and P. H. Shinghu, Mater. Sci. Eng., 78, Iss. 2: 157 (1986). Crossref
  17. В. Ф. Коршак, А. П. Крышталь, П. В. Матейченко, А. Ф. Сиренко, Известия РАН. Серия физическая, 71, № 12: 1723 (2007). Crossref
  18. Б. Е. Уоррен, Б. Л. Авербах, Современные физические методы исследований в металловедении (Москва: ГОНТИ: 1958), с. 109.
  19. В. Ф. Коршак, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 6: 839 (2017). Crossref
  20. В. Ф. Коршак, В. С. Крыловский, Р. И. Воронцова, Тези VIII Міжнародної наукової конференції «Фізичні явища в твердих тілах» (11–14 грудня, 2007) (Харків: 2007), с. 9.
  21. В. Ф. Коршак, Ю. А. Шаповалов, Н. Н. Васеленко, Металлофиз. новейшие технол., 37, № 12: 1633 (2015). Crossref
  22. Физическое металловедение. Т. 3. Физико-механические свойства металлов и сплавов (Ред. Р. У. Кан, П. Хаазен) (Москва: Металлургия: 1987).