CC BY
33
СКЛОННОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕКЛА К ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СФОКУСИРОВАННОГО ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
© В.А. Федоров, И.В. Ушаков, И.Е. Пермякова
Важными обстоятельствами, осложняющими практическое применение металлических стекол (МС), является их низкая термическая стабильность, возникновение неоднородностей структуры, механических напряжений, например, вследствие локального нагрева. Предложенный метод оценки вероятности образования трещин в зависимости от прикладываемой нагрузки [1] позволяет оценивать температуру нагрева в локальных областях материала, в частности, при воздействии лазерного излучения.
Лазерную обработку поверхности МС осуществляли с помощью оптического квантового генератора «КВАНТ-15» с длиной волны излучения X = 1064 нм. Плотность энергии импульса варьировали в пределах 4-6 Дж/см2.
Установлено, что в результате воздействия импульсного лазерного излучения на области МС диаметром С = 300 мкм - 2 мм формируются локальные зоны отожженного материала.
Для граничных участков термического воздействия лазера определена зависимость вероятности образования трещин Ш от нагрузки на индентор Р при микро-индентировании на подложке. Экспериментальные результаты представлены линейной зависимостью с
коэффициентом корреляции R = 0,92. Данная зависимость была сопоставлена с зависимостями W(P) при печном отжиге для разных температур, полученных индентированием на идентичной подложке. Установлено, что нагрев граничной области зоны облучения эквивалентен отжигу в печи при Tan = 658 K в течение t = 10 мин. Прямая W(P) для этой температуры термообработки наиболее хорошо согласуется с аналогичной линейной зависимостью при лазерном облучении.
Ограничением в применении метода является температура начала процесса кристаллизации МС. В нашем случае, экзотермический пик кристаллизации, установленный методом ДСК, для исследуемых МС соответствует Tcrys = 829 К. В области этой температуры и при ее превышении зависимости W(P) совпадают друг с другом или пересекаются, что лишает возможности практического использования предложенного метода для определения температуры нагрева МС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федоров В.А., Ушаков И.В. Влияние отжига на изменение характера деформирования и разрушения металлического стекла при локальном нагружении // ЖТФ. 2001. Т. 71. Вып. 6. С. 28-31.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ СПЛОШНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И НАГРЕВА
© А.А. Стерелюхин, Р.А. Кириллов, Т.Н. Плужникова, В.А. Федоров
Работа посвящена исследованию качества сращивания поверхностей металлических образцов при одноосном сжатии, одновременном повороте поверхностей относительно друг друга, при воздействии электрического тока и нагрева.
В экспериментах использовали поликристаллы электротехнического алюминия А1, меди Си (технически чистой), свинца РЬ. Концентрация примесей в образцах не превышала 0,5 % для А1 и 0,1 % для Си.
В первой серии опытов образцы соединялись полированными поверхностями и подвергались воздействию одноосного сжатия на твердомере ТШ-2М.
Во второй серии экспериментов образцы подвергались воздействию одноосного сжатия и переменного электрического тока. Величина тока и напряжения со-
ставляла 5 А и 20 В для А1, 8 А и 22 В для Си и РЬ, соответственно.
В третьей серии опытов образцы подвергались воздействию механической деформации и нагрева. Температура образцов достигала 100 °С. Нагрузка варьировалась в пределах от 250 кгс (1,63 107 Н/м2) до 1500 кгс (9,8107 Н/м2) для А1, от 250 кгс (1,71-107 Н/м2) до 3000 кгс (19,6107 Н/м2) для Си и от 17 кгс (0,16-107 Н/м2) до 210 кгс (1,96 107 Н/м2) для РЬ. Время воздействия составляло ~30 секунд. Для удаления поверхностной пленки проворачивали образцы под нагрузкой на угол до 30°. Для количественной оценки качества восстановления сплошности образцы разрывали по плоскости схватывания. Напряжение разрыва сравнивали с табличным значением временного напряжения разрыва.
