1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 9, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 9, стр. 74-81

Свойства элемента деформационной среды, как фактор сверхпластичности металлических материалов

Ю. В. Соловьева a, *, Я. Д. Липатникова a, b, И. Г. Вовнова a, **, В. А. Старенченко a

a Томский государственный архитектурно-строительный университет
634003 Томск, Россия

b Национальный исследовательский Томский политехнический университет
634050 Томск, Россия

* E-mail: j_sol@mail.ru
** E-mail: irinavov12@mail.ru

Поступила в редакцию 20.12.2022
После доработки 15.02.2023
Принята к публикации 15.02.2023

Аннотация

Работа посвящена теоретическому исследованию явления сверхпластичности металлических материалов. Выполнены численные расчеты на основе конечно-элементной двухуровневой модели упругопластической среды. Были определены пластические свойства элемента деформационной среды, при которых деформация одноосным растяжением осуществляется в режиме сверхпластичности. Показано, что в зависимости от формы кривой напряжение–деформация элемента среды (σ–ε) на макромасштабном уровне происходит локализация пластического течения различного вида. Немонотонная зависимость σ–ε элемента деформационной среды с одним максимумом является условием возникновения стабильной шейки разрушения. В случае, когда зависимость σ–ε, характеризующая упрочнение элементарных объемов, имела два максимума, появлялась распространяющаяся (“бегающая”) шейка деформации, затем возникала вторая (встречная) шейка, дальнейшее растяжение приводило к еще одной локализации деформации образца, в которой происходило разрушение материала. Более сложная форма кривой σ–ε, имеющая осциллирующий характер, приводила к формированию множественных бегающих шеек. Распространяясь вдоль образца, движение шеек приводит, в конечном счете, к однородной картине деформации и позволяет достичь значений деформации, наблюдаемых при сверхпластичности.

Ключевые слова: сверхпластичность, металлические материалы, моделирование, одноосное растяжение, элемент деформационной среды, локализация пластической деформации, бегающая шейка.

Список литературы

  1. Metal Forming: Interrelation Between Theory and Practice. Proceedings of a symposium on the Relation Between Theory and Practice of Metal Forming, held in Cleveland, Ohio, in October, 1970 / Ed. Hoffmanner A.L. Springer, Boston, MA, 2012. 503 p.

  2. Новиков И.И., Портной В.К. Сверхпластичность сплавов с ультрамелким зерном. М.: Металлургия, 1981. 168 с.

  3. Смирнов O.M. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1979. 184 с.

  4. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И. Научные основы деформационных технологий формирования ультрамелкозернистых и наноструктурных объемных материалов. Москва, Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. 160 с.

  5. Alexander P. Zhilyaev, Anatoly I. Pshenichnyuk, Farid Z. Utyashev, Georgy I. Raab. Superplasticity and Grain Boundaries in Ultrafine-Grained Materials. Elsevier, 2020. 416 p.

  6. Утяшев Ф.З., Рааб Г.И., Валитов В.А. Деформационное наноструктурирование металлов и сплавов. Монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. 185 с.

  7. Padmanabhan K.A., Balasivanandha Prabu S., Mulyukov R.R., Ayrat Nazarov, Imayev R.M., Ghosh Chowdhury S. Superplasticity. Common Basis for a Near-Ubiquitous Phenomenon / Springer–Verlag GmbH Germany, 2018. 526 p.

  8. Barnes A. // J. Mater. Eng. Perform. 2007. V. 16. P. 440. https://www.doi.org/10.1007/s11665-007-9076-5

  9. Гвоздев Е., Сергеев А.Н., Чуканов А.Н., Кутепов С.Н., Малий Д.В., Цой Е.В., Калинин А.А. // Чебышевский сб. 2019. Т. 20. Вып. 1. С. 354. https://www.doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-1-354-371

  10. Myshlyaev M., Mironov S., Korznikova G., Konkova T., Korznikova E., Aletdinov A., Khalikova G., Raab G., Semiatin S.L. // J. Alloys Compd. 2022. V. 898. P. 162949. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162949

  11. Корзникова Г.Ф., Халикова Г.Р., Миронов С.Ю., Алетдинов А.Ф., Корзникова Е.А., Конькова Т.Н., Мышляев М.М. // Физическая мезомеханика. 2022. Т. 25. № 2. С. 47. https://www.doi.org/10.55652/1683-805X_2022_25_2_47

  12. Еникеев Ф.У. // Известия вузов. Цветная металлургия. 2008. № 1. С.43.

  13. Варгин А.Н. и др. // Международный научный журн. 2013. № 6. С. 65.

  14. Рудаев Я.И. // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2005. № 2. С. 57.

  15. Китаева Д.А. // Вестник КРСУ. 2017. Т. 17. № 1. С. 22.

  16. Криштал М.М. // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № 5. С. 5.

  17. Полетика Т.М., Нариманова Г.Н., Колосов С.В. // Журн. технической физики. 2006. Т. 76. № 3. С. 44.

  18. Hutchinson J.W. // J. Mech. Phys. Solids. 1983. V. 31. № 5. P. 405.

  19. Перевезенцев В.Н., Свирина Ю.В. // Журн. технической физики. 1998. Т. 68. № 12. С. 39.

  20. Higashi K., Nieh T.G., Mabuchi M., Wadsworth J. // Scripta Metallurgica et Materialia. 1995. V. 32. № 7. P. 1079.

  21. Старенченко В.А., Валуйская Л.А., Фахрутдинова Я.Д., Соловьева Ю.В., Белов Н.Н. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2012. Т. 55. № 2. С. 76.

  22. Фахрутдинова Я.Д., Соловьева Ю.В., Валуйская Л.А., Белов Н.Н., Старенченко В.А. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. Т. 9. № 4. С. 527.

  23. Липатникова Я.Д., Соловьева Ю.В., Старенченко В.А., Белов Н.Н., Валуйская Л.А. // Деформация и разрушение материалов. 2021. № 5. С. 3. https://www.doi.org/10.31044/1814-4632-2021-5-3-10

  24. Старенченко В.А., Липатникова Я.Д., Соловьева Ю.В., Белов Н.Н., Валуйская Л.А., Вовнова И.Г. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2022. Т. 19. № 4. С. 454. https://www.doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2022. 04.004

  25. Белов Н.Н., Югов Н.Т., Копаница Д.Г., Югов А.А. Динамика высокоскоростного удара и сопутствующие физические явления. Нортхэмптон–Томск: Изд-во STT, 2005. 354 с.

  26. Старенченко В.А., Соловьева Ю.В., Фахрутдинова Я.Д., Валуйская Л.А. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2011. Т. 54. № 8. С. 47.

  27. Demirtas M., Kawasaki M., Yanar H., Purcek G. // Mater. Sci. Engineer. A. 2018. № 730. P. 73. https://www.doi.org/10.1016/j.msea.2018.05.104

  28. Demirtas M., Purcek G., Yanar H., Zhang Z.J., Zhang Z.F. // J. Alloys Compd. 2016. № 663. P. 775. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.12.142

  29. Патент. 2 010 611 042 (РФ) Расчет адиабатических нестационарных течений в трехмерной постановке (РАНЕТ-3). Пакет программ для ЭВМ / Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Югов Н.Т., Белов Н.Н., Югов А.А. // Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ. 2010.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал