Открытый доступ
Платный доступ или доступ для подписчиков
Фрактографические особенности ультрамелкозернистых металлов после растяжения в сопровождении импульсного тока
Аннотация
Методом растровой электронной микроскопии исследован микрорельеф образцов титана и алюминия в монокристаллическом, крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях, подвергнутых растяжению с одновременным воздействием импульсного тока разных режимов. Показано, что во всех исследованных состояниях металлы разрушаются по вязкому механизму, который характеризуется ямочно-чашечным изломом. Для монокристаллического и крупнозернистого состояний общим в микрорельефе является наличие полос сдвига и крупных чашек, а для ультрамелкозернистого состояния — наличие ямок. Размер ямок не коррелирует с размером зерен, но зависит от интенсивности импульсного тока и микропористости, возникающей при структурном измельчении.
Ключевые слова
Литература
Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. М.: Наука, 2008. 334 с.
Григоренко В. Б., Морозова Л. В. Применение растровой электронной микроскопии для изучения начальных стадий разрушения // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 1(50). С. 77 – 87.
Meisner S. N., Vlasov I. V. Investigation deformation mechanisms and failure at static and cyclic tension of TiNi based alloys subjected to treatment by low energy high current electron beam // Inter. Workshop “Multiscale Biomechanics and Tribology of Inorganic and Organic Systems”. 2019. P. 580.
Standard Guide for Applying Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) to In Service Lubricant Testing, ASTM D7874-13. 2022.
Metals Handbook: Fractography. ASM International. 1987. V. 12.
Wanhill R. J. H., Oudbashi O. Fractography and Metallography of Some Heritage Metallic Artifacts. 2024. Preprint on Research Gate.
Lynch S. P. A review of underlying reasons for intergranular cracking for a variety of failure modes and materials and examples of case histories // Engineering Failure Analysis. 2019. V. 100. P. 329 – 350.
Pantazopoulos G. A. A short review on fracture mechanisms of mechanical components operated under industrial process conditions: Fractographic analysis and selected prevention strategies // Metals. 2019. V. 9. P. 148.
Клевцов Г. В. и др. Прочность и механизмы разрушения объемных наноструктурированных металлических материалов: учебное пособие. Уфа: РИК УГАТУ. 2016. 240 с.
Klevtsov G. V., Valiev R. Z., Klevtsova N. A. et al. Strength and fracture mechanism of an ultrafine-grained austenitic steel for medical applications // Materials. 2021. V. 1. 7739.
Klevtsov G. V., Valiev R. Z., Klevtsova N. A. et al. Local stress state of materials with an hcp lattice andplastic zones under the fracture surface // Lett. Mater. 2020. V. 10. P. 16 – 21.
Abdel-Aziem W., Hamada A., Makino T., Hassan M. A. Micro/Meso-scale equal channel angular pressing of Al1070 alloy: Microstructure and mechanical properties // J. Mater. Eng. Performance. 2020. V. 29. P. 6201 – 6211.
Wang X. Q., Han W. Z. Oxygen-gradient titanium with high strength, strain hardening and toughness // Acta Mater. 2023. V. 246. Art. 118674.
Xie H. Y., Wang Q., Peng F. et al. Electroplastic effect in AZ31B magnesium alloy sheet through uniaxial tensile tests // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. V. 25, Is. 8. P. 2686 – 2692.
Xu S., Xiao X., Zhang H., Cui Z. Electroplastic effects on the mechanical responses and deformation mechanisms of AZ31 Mg foils // Materials. 2022. V. 15. P. 1339.
Wang X., Sänchez Egea A. J., Xu J. et al. Current-induced ductility enhancement of a magnesium alloy AZ31 in uniaxial micro-tension below 373 K // Materials. 2019. V. 12. P. 111.
Dobras D., Zimniak Z., Zwierzchowski M. The effect of pulsed electric current on the structural and mechanical behavior of 6016 aluminium alloy in different states of hardening // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2023. V. 23. P. 166.
Stolyarov V., Korolkov O., Pesin A., Raab G. Deformation behavior under tension with pulse current of ultrafine-grain and coarse-grain CP titanium // Materials. 2023. V. 16. P. 191.
Pakhomov M. A., Stolyaro V. V. Specific features of electroplastic effect in mono- and polycrystalline aluminum // Metal Sci. Heat Treat. 2021. V. 63, No. 5 – 6. P. 236 – 242.
Kolobov Yu. R. Regularities and mechanisms of formation of submicro-, nano-, and ultrafine-grained structures and mechanical properties of metals and alloys under different treatments // Russ. Phys. J. 2018. V. 61. P. 611 – 623.
Поляков А. В., Гундеров Д. В., Рааб Г. И., Сошникова Е. П. Эволюция микроструктуры титана Grade 4 c изменением степени деформации при РКУП-CONFORM // Вестник УГАТУ. 2011. V. 15(1). С. 95 – 100.
Манохин С. С., Бетехтин В. И., Кадомцев А. Г. и др. Исследование особенностей структуры микрокристаллического алюминия после испытаний на длительную прочность // Физика твердого тела. 2023. Т. 1. С. 131.
Zhao S., Zhang R., Chong Y. et al. Defect reconfiguration in a Ti – Al alloy via electroplasticity // Nat. Mater. 2021. V. 20. P. 468 – 472.
Aal M. I. A., Mahallawy N. M., Shehata F. A. et al. Tensile properties and fracture characteristics of ECAP-processed Al and Al – Cu alloys // Met. Mater. Int. 2010. V. 16. P. 709 – 716.
Столбоушкина О. А., Коновалов С. В., Иванов Ю. Ф., Громов В. Е. Особенности формирования дислокационной субструктуры при ползучести алюминия в условиях приложенного потенциала // Перспективные материалы. 2011. № 1. С. 47 – 52.
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.11.9-19
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025