Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 469 зависимости от технологических и конструктивных параметров системы. Работа [9] посвящена моделированию процесса складкообразования перед движущимся клином при выглаживании поверхности. Результаты математического моделирования процесса показали, что наибольшая величина деформации отмечается за клином, а в области складкообразования значимого увеличения величины деформации нет. Поведение реальных металлических материалов под нагрузкой является сложным процессом, который протекает во взаимосвязанной многоуровневой системе и зависит от ряда внешних и внутренних факторов. Проведение экспериментов на монокристаллических объектах позволяет проанализировать влияние кристаллографической ориентации на неоднородность деформации и складкообразование, исключив влияние ориентации зерен и их границ на протекание деформации. Предыдущие исследования авторов показали, что складкообразование наиболее ярко проявляется в ГЦК монокристаллах с осью сжатия [ 111 ] [10]. Настоящая работа направлена на изучение морфологии складчатых структур и выявлении их роли при пластической деформации [ 111 ]-монокристаллов никеля. Материал и методика Экспериментальные исследования проводили на монокристаллах никеля с ориентацией оси сжатия [ 111 ] и боковыми гранями (110) и ( 211 ). Деформирование сжатием проводили со скоростью 1,4∙10 -3 с -1 при комнатной температуре. Картину деформационного рельефа и его параметры получила с использованием оптической, конфокальной микроскопии. Данные по количественной оценке деформации получены методом делительных сеток. Более подробно методика изложена в [11]. Экспериментальные результаты и обсуждение Картина деформационного рельефа [ 111 ]-монокристаллов никеля представлена следами сдвига, макрополосами и складками. Наиболее интенсивно и с меньших степеней деформации формирование складок осуществляется на боковой грани ( 211 ). Исходная форма образца это тетрагональная призма. Согласно схеме распределения напряжений предложенной С.И. Губкиным [12] в центральной части образца действует схема всестороннего сжатия, а в приторцевых обрластей схема растяжения-сжатия (за счет приторцевого трения). После деформации кристалла сжатием он претерпел существенное формоизменение, что повлекло за собой и смену схемы напряженного состояния. На рис. 1 показан профиль сечения поверхности грани ( 211 ).На исследуемой боковой поверхности формируются зоны вогнутости – I и, в меньшей степени, III и зона выпуклости – II. При этом в зонах I, III превалирующим становятся напряжения сжатия, а в зоне II – напряжения растяжения. В обоих случаях можно наблюдать складки, но их морфология отличается (рис. 1, б-в). Отметим здесь, что подобный характер формоизменения кристалла с формированием зон I-III отмечался с начальных степеней деформации. Аналогичное формоизменение с формированием складок наблюдается при штамповке, где также формируются места выпуклости и вогнутости металла, создающие области поверхностного растяжения и сжатия. Рассмотрим морфологию складок, формирующихся в разных зонах. Отметить, что при анализе экспериментальных данных по эволюции складчатых структур было выявлено, что в области вогнутость складки развиваются с более ранних степеней деформации и всегда более интенсивно, чем в область выпуклости кристалла.