Анотація до роботи:

Гладьо В.Б. Деформування і руйнування алюмінієвого сплаву АМг6 в умовах динамічної повзучості і втоми. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.04 – Механіка деформівного твердого тіла. – Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, 2003.

Дисертація присвячена дослідженню взаємозв’язку характеристик механічних властивостей алюмінієвого сплаву АМг6 з мікроструктурними параметрами матеріалу в умовах динамічної повзучості, комбінованого розтягу і втоми та розробці методик прогнозування кінетики пластичної деформації.

Виявлено основні особливості еволюції дислокаційної структури матеріалу в умовах комбінованого навантаження. Встановлено, що зростання пластичної деформації за присутності циклічної складової навантаження пов’язане зі збільшенням густини дислокацій матеріалу.

Розроблено методики прогнозування діаграм динамічної повзучості та розрахунку діаграм квазістатичного і комбінованого деформування сплаву АМг6, які базуються на використанні запропонованої функції впливу циклічної складової на густину дислокацій. Розроблена методика експертної оцінки величини пластичної деформації розтягу матеріалів за переміщенням розтрісканих включень.

Виявлено, що зменшення порогу тріщиностійкості деформованого сплаву АМг6 пов’язане зі зростанням загальної густини дислокацій в матеріалі. Встановлено кількісний взаємозв’язок порогової тріщиностійкості пластично деформованого сплаву АМг6 з густиною дислокацій матеріалу з урахуванням напряму попереднього деформування і асиметрії циклу навантаження.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає у виявленні взаємозв’язку характеристик механічних властивостей алюмінієвого сплаву АМг6 в умовах динамічної повзучості і втоми з мікроструктурними параметрами матеріалу та розробці методик прогнозування кінетики пластичної деформації з урахуванням еволюції мікроструктури.

1. Виявлено, що в сплаві АМг6 із збільшенням пластичної деформації зростає густина дислокацій, причому дислокаційна структура матеріалу деформованого розтягом характеризується відносно однорідною густиною дислокацій, а в матеріалі деформованому стиском існують ділянки із значною різницею скалярної густини дислокацій. Загальна густина дислокацій в умовах стиску істотно більша, ніж при розтягу за однакових абсолютних значень деформації.

2. Виявлено, що мікротріщини і пори в сплаві АМг6, пластично деформованому розтягом, утворюються за механізмом розтріскування крихких включень другої фази, а в умовах пластичного деформування стиском мікротріщини відриву утворюються в матриці біля масивних включень в певних кристалографічних площинах внаслідок локального вичерпання пластичності матриці.

3. Встановлено механізми руйнування сплаву АМг6 в умовах розтягу і короткотривалої повзучості. Незалежно від схеми навантаження зародження пор в матеріалі відбувається внаслідок розтріскування крихких включень другої фази. Руйнування матеріалу відбувається шляхом підростання пор, локалізації деформації в смугах ковзання на перетинках і руйнування перетинок внаслідок вичерпання пластичності матеріалу.

4. Вперше виявлено основні закономірності впливу циклічної складової навантаження в умовах розтягу і повзучості сплаву АМг6 на густину дислокацій. Виявлено, що в сплаві АМг6 зі збільшенням пластичної деформації більш інтенсивне зростання густини дислокацій спостерігається за комбінованого розтягу порівняно із квазістатичним. Циклічна складова комбінованого навантаження активізує процеси зародження нових дислокацій, збільшуючи їх загальну кількість в мікроструктурі матеріалу порівняно із квазістатичним розтягом.

5. Виявлено механізми формування дислокаційної структури в умовах динамічної повзучості. Низькоамплітудна циклічна складова навантаження в умовах динамічної повзучості збільшує густину дислокацій в сплаві АМг6 порівняно із статичною повзучістю, при однаковому максимальному напруженні, за рахунок зменшення кроку дислокаційної сітки, а також шляхом утворення вторинної дислокаційної сітки на фоні наявної. Причому, головним чинником формування дислокаційної мікроструктури є рівень максимального напруження повзучості, а амплітуда циклічної складової динамічної повзучості при сталому істотно не впливає на густину дислокацій.

6. Встановлено кількісний взаємозв’язок порогової тріщиностійкості пластично деформованого сплаву АМг6 з густиною дислокацій з урахуванням асиметрії циклу навантаження. Головним чинником зменшення порогу тріщиностійкості деформованого сплаву АМг6 є зростання загальної густини дислокацій в матеріалі.

7. Отримано нові експериментальні дані про формування дислокаційної структури в межах пластичної зони в умовах втоми попередньо пластично деформованого сплаву АМг6. Упродовж росту втомної тріщини в межах її пластичної зони утворюється розорієнтована коміркова дислокаційна структура, яка не залежить від попередньої дислокаційної структури матеріалу. Величина скалярної і загальної густини дислокацій в межах пластичної зони біля вістря тріщини є інваріантна до попередньої пластичної деформації.

8. Виявлено взаємозв’язок пластичної деформації сплаву АМг6 в умовах квазістатичного і комбінованого розтягу, статичної та динамічної повзучості з густиною дислокацій. Встановлено, що зростання пластичної деформації за присутності циклічної складової навантаження пов’язане зі збільшенням густини дислокацій матеріалу.

9. Розроблено методики прогнозування діаграм динамічної повзучості і діаграм деформування сплаву АМг6 в умовах квазістатичного і комбінованого розтягу, які базуються на використанні запропонованої функції впливу циклічної складової на густину дислокацій і теорії повзучості основаної на деформаційному зміцненні з урахуванням еволюції дислокаційної структури.

10. Розроблено методику експертної оцінки величини пластичної деформації деталей і елементів конструкцій матеріалів, що містять крихкі включення другої фази, яка грунтується на виявленій лінійній залежності між макропластичною деформацією розтягу зразків із сплаву АМг6 і відносним переміщенням розтрісканих включень другої фази. Методика передбачає проведення випробувань на розтяг зразків із заданого матеріалу в первісному стані та побудову залежності переміщення розтрісканих включень від макродеформації зразка.

Публікації автора:

1. Ясній П.В., Гладьо В.Б. Вплив циклічної розтягової складової навантаження на дислокаційну структуру сплаву Амг6 // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. - №3. – С. 63-68.

2. Ясній П.В., Гладьо В.Б. Вплив пластичного деформування розтягом, стиском на мікроструктуру сплаву АМг6 // Машинознавство. – 2002. - №6 – С. 7-11.

3. Ясній П.В., Гладьо В.Б., Галущак М.П. Вплив циклічної складової при короткотерміновій повзучості на дислокаційну структуру сплаву АМг6 // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2002. – Т. 7, № 2. – С. 5-10.

4. Гладьо В.Б. Роль крихких включень в мікромеханізмах руйнування сплаву АМг6 // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2002. – Т. 7, № 3. – С. 17-22.

5. Гладьо В.Б., Ясній П.В, Ковальчук Я.О. Мікроструктурна модель порогової тріщиностійкості пластично деформованого сплаву АМг6 // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – 2002. – Т. 7, № 4. – С. 5-13.

6. Ясній П.В., Галущак М.П., Гладьо В.Б. Вплив асиметрії циклу навантаження на динамічну повзучість сплаву АМг6 // Трибофатика: Пр. 4-го Міжнародного симпозіуму з трибофатики. 2002. – Т.1. С. 337-342.

7. Гладьо В. Методика і деякі результати дослідження мікроструктури алюмінієвого сплаву АМг6. // Тези доповідей V наукової конференції Тернопільського державного технічного університету. –Тернопіль, 2001. - С. 102.

8. Гладьо В. Методика дослідження мікроструктури поверхневих шарів. // Тези доповідей VІ наукової конференції Тернопільського державного технічного університету. –Тернопіль, 2002. - С. 94.