Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 42 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Анализ соотношений компонентов тензора напряжений эталонных образцов и с покрытием позволяет обнаружить, что при достижении кри- тического напряжения (250 и 300 МПа соответ- ственно) в материале активизируются процессы упругопластического разрыхления, которые со- провождаются изменением формы и объема ра- бочей части образца. Как следует из рисунков, неупругое поведе- ние образца с покрытием проявляет себя при амплитуде напряжений в цикле 300 МПа, а об- разца без покрытия – 250 МПа. Это показывает, что обработка поверхности алюминиевых образ- цов сплава Д16Т методом микродугового окси- дирования оказывает упрочняющее влияние на их способность сопротивляться деформирова- нию. Влияние керамического покрытия на де- формационные свойства образцов оказывается настолько существенным, что меняет знак нако- пления деформаций в цикле нагружения на про- тивоположный в отличие от образца без покры- тия. Такое поведение объясняется значительно более высокими механическими свойствами по- крытия, которое используется в качестве защит- ного слоя. Таким образом, предлагаемый в работе мето- дический подход к изучению неупругих характе- ристик образцов материала при периодическом нагружении позволяет: 1) учесть влияние поверхностного слоя об- разца на деформационные характеристики мате- риала. Это достигается сравнительными иссле- дованиями образцов с эталонной поверхностью, на которой практически отсутствуют остаточ- ные напряжения, с образцами, имеющими мо- дифицированную поверхность и неоднородную структуру; 2) определить путем ступенчатого увеличе- ния амплитуды напряжения величину некото- рого предельного напряжения, при которой ак- тивизируются процессы диссипации энергии в образце. Это в свою очередь позволяет охаракте- ризовать усталостные свойства образца матери- ала, не доводя его до разрушения; 3) исследовать явления упругопластического разрыхления материала, связанные с изменени- ем объема и формы в процессе периодического нагружения; накопления внутренней потенци- альной энергии материала, которые дают воз- можность описывать природу усталостного раз- рушения. Выводы 1. Разработана методика, позволяющая оце- нивать эффективность влияния технологиче- ского воздействия на поверхностный слой для увеличения сопротивления деформированию и выносливости материалов. 2. Экспериментально показано, что модифи- кация поверхностного слоя путем микродуго- вого оксидирования приводит к повышению со- противления деформирования образца на 20 %. Список литературы 1. Панин В.Е., Егорушкин В.Е. Деформируемое твердое тело как нелинейное иерархически орга- низованная система // Физическая мезомеханика. – 2011. – Т. 14, № 3. – С. 7–26. 2. Конструктивная прочность композиции основ- ной металл–покрытие / Л.И. Тушинский, А.В. Пло- хов, А.А. Столбов, В.И. Синдеев. – Новосибирск: На- ука, 1996. – 296 с. 3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материалове- дение. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с. 4. Microstructure and properties of ceramic coatings produced on 2024 aluminum alloy by microarc oxida- tion / Wenbin Xue, Zhiwei Deng, Ruyi Chen, Tonghe Zhang, Hui Ma // Journal of Materials Science. – 2001. – Vol. 36, iss. 11. – P. 2615–2619. 5. Микродуговое оксидирование / Г.А. Марков, В.И. Белеванцев, О.П. Терлеева, Е.К. Шулепко // Вестник МГТУ. Серия Машиностроение. – 1992. – № 1. – С. 34–56. 6. Малышев В.Н. Оценка упрочнения алюминие- вых сплавов микродуговой обработкой по результатам статических и динамических испытаний // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Тех- нические науки. – 2007. – № 3. – С. 131–137. 7. Troshchenko V.T. Fatigue and inelasticity of met- als under nonuniform stressed state // Strength of Mate- rials. – 2010. – Vol. 42, iss. 5. – P. 494–505. 8. Kapustin V.I., Gileta V.P., Tereshin E.A. On deter- mination of elastic limits by dissipative heating of ma- terials // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 2010. – Vol. 51, iss. 3. – P. 393–397. 9. Си Дж.С. Мезомеханика взаимодействия энер- гии и массы в диссипативных системах // Физиче- ская мезомеханика. – 2010. – Т. 13, № 5. – С. 27–40. 10. Новожилов В.В., Кадашевич Ю.И., Рыбаки- на О.Г. Разрыхление и построение критерия прочно- сти при сложном нагружении с учетом ползучести // Вопросы долговременной прочности энергетического оборудования. – Л.: НПО ЦКТИ, 1986. – С. 34–41. – (Труды ЦКТИ; вып. 230). 11. Капустин В.И., Гилета В.П., Захарченко В.М. Экспериментальное изучение закономерностей де-