CC BY
23
УДК 669.017.3
М.А.Хусаинов, В.А.Андреев, А.Б.Бондарев, Н.В.Малых
N с
ДЕФОРМАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА 11-50,6 ат.% N1 ПРИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗГРУЗКАХ
Экспериментально показано, что при достижении фазового предела текучести материал деформируется неупруго, через механизм мартенситных реакций. При снятии нагрузки происходит полный или неполный возврат деформации, наведенной превращением. Упругий возврат (восстановление) неупругой деформации на этапе разгружения связывается с проявлением эффекта псевдоупругости. Сказанное выше проиллюстрировано опытом на рис.1. Видно, что псев-доупругий возврат выражен достаточно хорошо. Лишь на большой базе деформации (14%) происходит накопление остаточной деформации е2(ост).
Характер деформационного поведения сплава при частичных разгрузках несколько иной. В работе [1] приводится диаграмма псевдоупругости с частичными разгрузками по результатам расчета, при одностороннем деформировании. Сопоставление эксперимента с теорией позволяет увидеть сходство и различие в деформационном поведении материала с эффектом памяти формы при частичных разгрузках (рис.2). Видно, что наблюдается полный псевдоупругий возврат деформации на всех этапах нагружения, после частичной разгрузки. Свидетельством этому является замкнутый характер малых петель гистерезиса.
Такое поведение при частичных разгрузках в опыте представлено впервые. Характерным здесь является то, что кривая полной разгрузки не охватывает малые петли гистерезиса в отличие от вышеуказанной работы.
Аналогичное деформационное поведение сплава наблюдается и в тех случаях, когда реализуются условия защемления образца с последующей релаксацией напряжений на каждом цикле с частичной разгрузкой (рис.3).
Показано, что существенных различий в представленных диаграммах не
наблюдается. Предел фаз°в°й текуче- рИс.2. Диаграммы деформирования сплава 11-50,6 ат.% N1 сти не меняется, упрочнение на пла- с частичными разгрузками при 20°С в эксперименте. Пунктообразном участке незначительное. тиная линия отображает теорию
Рис.1. Диаграммы деформирования сплава И-50,6 ат.% полными разгрузками при 20°С
, МПа
ст, МПа
ст, М7Па
570
380
190
0
а
б
Рис.3. Диаграммы псевдоупругости при частичных разгрузках: а — без защемления; б — с защемлением и последующей релаксацией напряжений на каждом неполном цикле при Т = 20°С
Однако существенно увеличивается длина платообразного участка. Если по диаграмме растяжения данного сплава протяженность платообразного участка (еП) обычно соответствует е = 7-8%, то многократные циклы с защемлением образца и частичной разгрузкой увеличивают платообразный участок на диаграммах нагружения с 8% до 12%. В некоторых случаях — до 14%, что свидетельствует о значительном повышении эффекта псевдоупругости. При этом отмечается уменьшение величины накопленной остаточной деформации (е£(ост)). Этот результат представляется важным с практической точки зрения. Одновременно возрастает и механоциклическая долговечность на 15-20% по сравнению с долговечностью образцов исходного состояния.
Структурные исследования [2] показали, что релаксация напряжений, протекающая за счет микропластической деформации, развивается в отдельных зернах и межфазных границах и накапливается во времени. В результате снижается уровень напряжений на частицах вторых фаз (Т№3) и других дефектов. Поэтому можно предположить, что роль концентраторов напряжений, какими являются, например, вторые фазы, становится малозаметной. Вследствие этого доля фазовой пластичности должна увеличиваться. Что и наблюдается в опыте.
1. Лихачев В.А., Малинин В.Г. Структурно-аналитическая теория прочности. СПб.: Наука, 1993. С.324-330.
2. Эффект памяти формы в сплавах / Пер. с англ. под ред. В. А.Зайновского. М., 1979. 427 с.
