Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 1 2019 95 MATERIAL SCIENCE описывался на основе использования обобщен- ного закона Гука для изотропных материалов и ассоциированного закона пластического течения с критерием Мизеса (последний использовался только для металлической матрицы). Для моделируемого металлокерамическо- го композиционного материала использовались величины упругих модулей для карбида титана и нихрома и характеристики кривой упрочне- ния для NiCr, определенные в работах [33 и 34]. В частности, модуль Юнга и коэффициент Пу- ассона для NiCr составляли E = 217 ГПа и  = 0,3, для TiC значения этих параметров равны E = 440 ГПa и  = 0,19. Керамические включения полагались упруго-хрупкими. Никельхромовое связующее моделировалось как упругопласти- ческий материал. Разрушение компонентов модельного метал- локерамического композита описывалось с ис- пользованием двухпараметрического критерия Друккера-Прагера [35], широко применяемого для описания разрушения материалов, величи- на сдвиговой прочности которых существенно зависит от локального давления. В настоящей работе в качестве параметров этого критерия использовались значения прочности материа- ла в условиях одноосного сжатия (  c ) и рас- тяжения (  t ). Для NiCr использовались следую- щие значения этих параметров: NiCr NiCr c t     = 1000 МПа (критерий разрушения Мизеса), для TiC: TiC c   2200 МПа, TiC t   550 МПа. Деталь- ное описание численной реализации указанных моделей пластичности и прочности в рамках ме- тода МСА приведено в работах [29 и 30]. Межфазные границы описывались с исполь- зованием модели «бесконечно тонкой» межфаз- ной границы [36]. В работе использована реали- зация непотенциальной моделиЖубеля–Бейлора [37 и 38]. Для границ раздела частиц TiC и свя- зующего NiCr использовались параметры крите- рия прочности, отвечающие NiCr. Численное исследование механического поведения поверхностных слоев композита NiCr–TiC в основном и модифицированном со- стоянии осуществлялось на основе моделирова- ния деформирования и разрушения двумерных представительных объемов микроскопического масштабавусловияходноосногосжатия.Постро- ение компьютерных моделей микромасштабных представительных объемов поверхностных сло- ев металлокерамического композита в исходном состоянии и после высокоэнергетической об- работки осуществлялось на основе специаль- но разработанного стохастического алгоритма. Пример микроструктуры реального композита (TiC – 50 % объемных) в исходном состоянии и соответствующая ей микромасштабная модель композита представлены на рис. 1. Рис. 1. Типичная микроструктура дисперсно-упрочненного металлокерамического композита: матрица – сплав NiCr, упрочняющие частицы – TiC. Исходная структура композиционного материала TiC–NiCr ( а ) и фрагмент компьютерной модели типичного представительного микрообъема ( б ). Здесь и далее фиоле- товым цветом окрашены модельные включения TiC, серым – матрица NiCr Fig. 1. Typical microstructure of a metal-ceramic composite based on a nickel-chromium alloy reinforced with dispersed particles of titanium carbide in the initial state ( a ) and a fragment of a computer model of a typical representative microvolume of the composite ( б ). Hereinafter, TiC inclusions are colored in violet, NiCr matrix is gray а б