Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 42 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 2 . Кинетика деформирования сплава Д16АТ параметры цикла σ max = 300 МПа, σ min = 8,3 МПа; параметры цикла σ max = 293 МПа, σ min = 15,3 МПа На диаграмме (см. рис. 1) можно выделить интервалы упругого ( OA ) и неупругого ( AB ) де- формирования при квазистатическом нагруже- нии, причем точка В соответствует началу пер- вого цикла регулярных разгрузок образца. Установлено, что деформации при разгруз- ке не совпадают с деформациями при нагруже- нии. С увеличением числа циклов нагружения экстремальные поперечные деформации цикла изменяются практически при постоянных зна- чениях продольной деформации. Отклонение деформаций за один цикл незначительно, но при многократных повторениях деформации суммируются и достигают значений, которые можно измерить при помощи измерительных средств. На рис. 2 представлены зависимости изме- нения относительного объёма и интенсивности деформаций ε V max ( N ), ε V min ( N ), ε i max ( N ), ε i min ( N ) от параметра N , ε V max , ε V min и ε i max , ε i min рассчитыва- лись по формулам (1)–(3). На рис. 2 приводятся результаты испытаний двух опытов с разными амплитудами напряжения цикла: σ max = 300 МПа и σ max = 293 МПа. Эксперимент показывает, что по мере увели- чения числа циклов нагружения максимальная и минимальная составляющие объемной де- формации (ε V max , ε V min ) уменьшаются, переходя от положительных значений к отрицательным. С увеличением амплитуды напря- жения цикла максимальные и мини- мальные значения относительного изменения объёмной деформации и интенсивности деформаций увели- чиваются по абсолютной величине. Эти изменения происходят при де- формировании материала в области упругих деформаций. Обратим внимание на то, что даже при положительных средних значениях цикла напряжения наблю- дается уменьшение относительной объёмной деформации материала, переходящей из положительной в отрицательную область значений. Это явление называется компакцией [1–3]. Одновременно с изучением де- формированного состояния в работе исследовалось состояние поверхно- сти образцов до и после испытаний с помощью оптической и электронной микро- скопии. Установлено, что рельеф поверхности образца после регулярного, асимметричного мягкого нагружения приобретает характерный вид. Согласно классификации, предложенной в работе [7], этот рельеф имеет твидовую струк- туру. Возникновение микрорельефа поверх- ности можно объяснить переупаковкой струк- туры материала, происходящей на различных масштабных уровнях при многократном дефор- мировании образца. Заключение Экспериментальные измерения трех ком- понентов тензора деформаций при регуляр- ном нагружении образцов, выполненных из материалов Д16АТ, 1163 и В95, показали уменьшение относительной объёмной дефор- мации материала образцов (явление компак- ции). Установлено, что в результате регуляр- ного нагружения микрорельеф поверхности рабочей части образца приобретает твидовую текстуру. Выявленные закономерности деформирова- ния сплавов не описываются известными моде- лями механики сплошной среды.