Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 1 2019 96 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Средние значения размера включений и расстояния между ними составляют соответ- ственно 3,3 и 0,7 мкм, верхняя граница линейных размеров включений – 9 мкм. Модельный обра- зец имеет размеры 50 × 50 мкм, размер клеточ- ного автомата составляет 0,1 мкм. Специальные расчеты показали, что уменьшение величины шага пространственной дискретизации образца (размера автомата) в сравнении с приведенным значением не приводит к существенному изме- нению характеристик механического отклика и разрушения. Для выявления влияния геометрических ха- рактеристик керамического компонента (разме- ров керамических включений, их неравноосности и типа упаковки) на механическое поведение мо- дифицированных поверхностных слоев компози- та (в том числе на прочность и вязкость разруше- ния) в работе проведено компьютерное изучение деформации и разрушения поверхностных слоев в условиях сжатия. Построены представительные 2D-микрообъемы модифицированных поверх- ностных слоев металлокерамического композита TiC–NiCr, характеризующиеся ориентированной (столбчатой) структурой неравноосных субми- кронных керамических включений и концентра- цией карбида титана 50 % об. (их примеры при- ведены на рис. 2). Размер модельных образцов составлял 11 × 11 мкм, размер клеточного автома- та – 0,025 мкм. Отметим, что размер автоматов, используемых для создания компьютерной моде- ли модифицированных поверхностных слоев, в четыре раза меньше размера автоматов в модели исходной микроструктуры композита. Такое раз- личие величины шага пространственной дискре- тизации обусловлено кратным уменьшением ли- нейных размеров ключевых элементов структуры поверхностного слоя композита (керамических включений и прослоек металлического связую- щего) в результате его высокоэнергетической об- работки. Специальные расчеты, проведенные для модельных образцов модифицированных поверх- ностных слоев композита, показали, что дальней- шее уменьшение размера автомата не приводит к существенному изменению механического пове- дения образцов. Рис. 2. Типичные представительные 2D-модельные микрообъемы модифици- рованного поверхностного слоя металлокерамического композита TiC-NiCr. Образцы характеризуются различными значениями высоты включений (при одинаковом среднем размере основания 0,42 мкм): а – среднее значение высоты включений 1,46 мкм, соотношение средних размеров основания и высоты 1/3,5; б – среднее значение высоты включений 3 мкм, соотноше- ние средних размеров основания и высоты ~1/7 Fig. 2. Typical examples of representative 2D-model microvolumes of a modified surface layer of a TiC-NiCr metal-ceramic composite. Samples are characterized by different values of the height of inclusions (with the same average base size of 0.42 μm): a – the average value of the height of inclusions is 1.46 μm, the ratio of average sizes of the base and height is 1/3.5; б – the average value of the height of inclusions is 3 μm, the ratio of the average sizes of the base and height is ~ 1/7 а б