CC BY
1ЭВОЛЮЦИЯ ПРОСТРАНСВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛОС ДЕФОРМАЦИИ ПРИ УДАРНОМ ИНДЕНТИРОВАНИИ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЕВОГО СПЛАВА
Кочегаров С.С., Желтова В.М., Шибков Е.А.
Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина,
Тамбов, Россия, sergey.kochegarov94@ gmail. com
Прерывистое пластическое течение, известное как эффект Портевена - Ле Шателье, - ярко выраженное нелинейное явление в физическом материаловедении. Одним из традиционных подходов к изучению нелинейных систем является выявление и анализ их реакций на внешнее импульсное воздействие. В настоящей работе с использованием методов акустической эмиссии и высокоскоростной видеосъемки исследовалось влияние ударного индентирования на эволюцию пространственно-временных характеристик полос деформации Портевена - Ле Шателье. Обнаружены динамические и нелинейные отклики на ударное индентирование поверхности поликристаллического алюминий-магниевого сплава АМг6, деформируемого одноосным растяжением выше условного предела текучести; к первым относятся высокие значения динамической твердости и локальной скорости деформации и нагружения, в то время как вторые связаны с пороговым и множественным характером силового и акустического откликов [1].
Установлено, что существует пороговая энергия удара индентора, при которой происходит скачок деформации минимальной амплитуды, сопровождающийся образованием полос макролокализованной пластической деформации. Выявлены условия, при которых работа пластической деформации при развитии скачка деформации значительно, более чем на два порядка, превышает энергию инициирующего удара, который проявляется лишь как пусковой механизм для «преждевременного» высвобождения энергии, накопленной в материале до момента удара. Показано, что вызванные ударом полосы макролокализованной деформации представляют собой скрытый объемный тип эрозионных повреждений, который снижает механическую устойчивость и долговечность сплава и может привести к его внезапному разрушению. Установлено, что спектр мощности акустического отклика подчиняется степенному закону с показателем порядка единицы, что указывает на дальнодействующие корреляции в динамике дислокаций и является признаком состояния самоорганизующейся критичности. Предложена феноменологическая модель образования полос, скачков деформации и всплесков акустической эмиссии, вызванных воздействием индентора, которая качественно объясняет экспериментальные результаты, полученные в работе.
1. Shibkov A.A., Gasanov M.F., Zolotov A.E., Denisov A.A., Kochegarov S.S. Extreme Mechanics Letters. 69, 102158 (2024).
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект № 23-79-01119) с использованием оборудования ЦКП ТГУ им. Г.Р. Державина.
