Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0215U001489, 0110U004789 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Дослідження високочастотної втоми нанокластерного металевого скла.

Керівник роботи

Бакай Олександр Степанович, Доктор фізико-математичних наук

Дата реєстрації

04-03-2015

Організація виконавець

Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут" НАН України

Опис

У 2014 році було проведено дослідження механізмів високочастотної втоми нанокрісталіного сплаву ВТ1-0 та об'ємного металевого скла (ОМС) на циліндричних зразках Zr41.2Ti13.8Cu10.0Ni12.5Be22.5 з метою виявлення характеру структурних змін, що відбуваються під дією високочастотних коливальних навантажень. Аналіз отриманої бази даних результатів цього та попередніх етапів проекту дав можливість зробити деякі висновки: локальні проковзування під впливом циклічних напруг приводять до необоротних змін структури міжкластерних меж, що приводить до зниження їх міцності; потужність, яка поглинається на ділянках проковзування під час ультразвукової обробки (УЗО) на кілька порядків вище ніж при низькочастотних випробуваннях; високочастотна втома ОМС є багатостадійним процесом; На початку відбувається локальний розігрів та народження вакансій в шарах ковзання, що призводить до прискорення дифузії, змінам ближнього порядку та частковій кристалізації ОМС. При цьому МС локально знеміцнюється, відбуваються множинні зародження смуг ковзання та ініціювання тріщин, розповсюдження та злиття яких приводить до руйнування матеріалу. Особливістю втомних випробувань при стискаючих напругах є те, що можливі три режими таких випробувань: при стисненої, не стисненої і наполовину стисненої деформації. Вперше була виявлена нова мода високочастотного втомного руйнування при не стисненому торці зразка - режим наполовину стисненої деформації. При обмеженої деформації сила тертя між стискаючими штоками і верхнім і нижнім торцями настільки великі, що зразок в цих місцях при стисненні не може розширюватися в поперечних напрямках, незважаючи на позитивну величину коефіцієнта Пуассона. При наполовину стисненої деформації тільки на одному з торців сила тертя перешкоджає його поперечному розширенню при стисненні. Величина радіального розтягувальне напруження при осьовому стискаючому напруженні дорівнює ( - коефіцієнт Пуассона, який у ОМС на основі цирконію приблизно дорівнює 0.35 ), а протидія, яка породжена силою тертя, дорівнює ( - коефіцієнт тертя). Звідси видно, що стиснена деформація на торці має місце, якщо . Звичайно умови деформації на обох торцях однакові, якщо спеціально не змінювати коефіцієнти тертя на торцях. Однак, при високочастотному циклічному навантаженні, прикладеному до верхнього торця, відбувається локальний розігрів і зменшення коефіцієнта тертя, так що на верхньому торці виконується умова і деформація перестає бути стесненою. Це призводить до зміни типу втомного руйнування: циклічні розтягувальне напруження, при стисненому нижньому торці призводить до того, що зразок втомно руйнується уздовж осі з гладкої поверхні руйнування. При низькочастотних втомних випробуваннях щільність потужності, що виділяється через внутрішнє тертя згідно з оцінками на три порядки нижче, що ускладнює виявлення руйнування цього типу.

Опис продукції

Дослідницькі результати викононої роботи нададуть можливість поширити уяви про структурні особливості обємного металевого сткла, як нового класу перспективних наноматеріалів, та, як наслідок, збільшити галузі застосування металевого сткла та спрогнозувати термін його використання в різних умовах виробництва.

Автори роботи

Бакай Олександр Степанович
Бакай Сергій Олександрович
Михайловський Ігор Михайлович
Петрусенко Юрій Тимофійович
Щерецький Олександр Анатольйович