Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 2. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 127 УДК 538.9 КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ СТРУКТУР НА ПРИМЕРЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ НИКЕЛЯ * Е.А. АЛФЁРОВА , канд. физ.-мат. наук, доцент (НИ ТПУ, г. Томск ) Е.А. Алфёрова – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, e-mail: katerina525@mail.ru Деформационные структуры на поверхности металлов являются источником информации о процессах протекающих внутри материала при деформацию. На сегодняшний день предпринимаются попытки на основе параметров деформационного рельефа выделить критерии работоспособности деталей машин или критерии разрушения. В научных исследованиях деформационные структуры также являются источником информации. Все эти задачи невозможно решить без количественной оценки. В работе рассмотрены возможности количественной оценки деформационных структур с использованием двух и трехмерных параметров шероховатости, а также непараметрических критериев. Приведены количественные оценки деформационных структур различного типа на примере монокристаллов никеля. Показано, что на основе непараметрических критериев шероховатости можно идентифицировать в деформационной структуре наличие одного или нескольких типов структурных элементов деформационного рельефа и показать их масштабную иерархию. Ключевые слова: конфокальная микроскопия, двухмерные и трехмерный параметры шероховатости, деформационные структуры, монокристалл. Введение Деформационный рельеф негативно сказывается на ряде эксплуатационных свойств деталей конструкций. Изменение изначально гладкой поверхности (увеличение ее шероховатости) приводит к ухудшению отражательной способности, свариваемости и т.д. Вместе с тем, внешняя картина рельефа отражает процессы, происходящие внутри кристалла. Благодаря чему, одни исследователи пытаются понять закономерности протекания пластической деформации [1–10], а другие установить критерии работоспособности материала [1, 11]. Деформационные структуры, наблюдаемые на поверхностях кристаллов чрезвычайно разнообразны. Они наблюдаются при различных видах нагружения для поли- и монокристаллов. Наиболее часто на поверхностях поликристаллических агрегатов наблюдаются системы следов сдвига и значительная часть внимание уделяется размеру и ориентации зерен [5, 12–13]. В работе [1] предполагают, что шероховатость поверхности зерен зависит от морфологии следов, и параметр шероховатости может быть использован в качестве критерия зарождения трещин. Кроме того, достаточно часто внимание уделяется гофрированию (складкообразованию), т.к. этот эффект является нежелательным спутником процессов обработки металлов давлением [1–2, 14–15]. Часто для количественной оценки используют ширину формирующихся пачек следов и расстояние между следами в пачки [1–2] и параметры шероховатости. * Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-32-60007 мол_а_дк