Многомасштабные процессы локализации динамического деформирования и разрушения и их связь с механическими характеристиками металлов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ
|
Атрошенко, Светлана Алексеевна
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1994
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.02.04
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Российская академия наук
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОВЕДЕНИЯ '
РГ-Б ОД___
На правах рукописяг
АТРОШЕНКО Светлана Алексеевна
УДК 539.374
ШОГОМАСШТАБНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЛОКАЛИЗАЦИЙ • ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ Й РАЗРУШЕНИЯ Й ЙХ СВЯЗЬ О МЕХАНИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ МЕТАЛЛОВ
Специальность; 01.02.04 - механика деформируемого
твердого тела
Автореферат диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-Математических наук'
Санкт-Петербург 1994 ■
Работа выполнена в Институте пррблем машиноведения Российской Академии Наук (Санкт-Петербург),
Официальные оппоненты:
доктор физ.-мат, наук, проф. Лихачев В.А.
доктор технич, наук, проф. Петинов С,В,;
доктор фйз,-мат, наук, проф. Титовец Ю,Ф.
Ведущая организация - физико-технический Институт им,А.ф„Иоффе
Российской Академии наук (Санкт-Петербург) •
Защита состоится "<2" rtQtf'Sh <? 1994 г, в часов на заседании специализированного сов/та Д <300,17.01 Института Проблем машиноведения РАН по адресу: I99I78, С.-Петербург, В.О., Большой пр., 61.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в адрес Совета.
С диссертацией Можно ознакомиться в ОНТЙ Института проблем машиноведения РАН.
Автореферат разослан OtXiPbAst 1994 г.
Ученый секретарь специализированного совета Д 200.17,01, канд. хим. наук SST^U—В.П.Глинин
обшая характеристика рабшн
Актуальность теш; Потребности современной техники предъявляют н прочности материалов повышенные требования. Выявление . закономерностей деформирования и разрушения и оценки прочности материалов становится не только научно-технической, но и крупной экономической проблемой, Процессы локализация деформирования и разрушений в йоследние годы привлекают большое внимание в связи с появлением Новых концепций в этой облаатн, К ним относятся ыногоыасштабность стрингерных уровней деформирований и разрушения, ротационная пластичность, синергетическая неустойчивость процессов деформирований и другие, В кввзистатичесяйх процессах эти явления нашли свое обоснование» а в облаоти динамики материалов они только начинают изучаться» Для квааистатических режимов нагружения в последнее десятилетие было убедительно лоназано, что ^.анроскопаческиё механические свойства материалов в значительной мере определяются кинетикой процессов на ищ называемом мезоскопическом уровне деформирования (0,1 - 10 мни), Что касается динамических режимов нагруяеНня, в том чиола и ударноволно-т вых, то имеется существенный пробел в понимании той роли,которую играет деление структуры материала на разные масштабные уровни, а такяе физических механизмов, ответственных за его структурную перестройку. Главным ограничением здесь является невозможность исоледовать эти процессы в реальном времени традиционными методами оптической и электронной микроскопии. Тем на менее, благодаря определенным успехам в развитии методов локальной диагностики быстропротекающих процессов, становится возможным изучать многомасштабные процессы структурной гчрестроййй, происходящие, на малых Масштаба}: (1-100 мкм)ьи на .относительно коротких временных интервалах (Ю-8 - 10~9 сен).
Вследствие большой физической сложности процеоса динамического' деформирования и разрушения, получение экспериментальных данных, характеризующих структурные изменения в материале в течение коротких промежутков времени - весьма трудная задача. 3 то же время ясно, что состояние микроструктуры материала после динамического нагружения может сильно отличаться от такового а моиевт нагружения. Поэтому актуальный является исследований физических механизмов динамического деформирования и разрушений ■ материала с использованием Нескольких экспериментальная кетодик,
3
каждая из которых дополняет друг друга. Поэтому в ра-
боте ахи исследования базируются на сочетании дополняющих друг друга экспориментальных катодах, Дергая методика основывается на "непрерывной регистрации временных характеристик динамического нагруаення - формы шпульса сжатия щ дисперсии скорости частиц в волне нагрузки, Эти характеристики измеряются непосредственно •в процессе ударного погружения, Вторая методача - минрострунтур-ный анализ образцов методами оптической а электронной микроскопии. Сочетание методик оказывается чрезвычайно эффективным для инте рпретации физических механизмов динамического^ деформирования и разрушения материала.
Сказанное определяет актуальность темы настоящей диосер-тадионной работы - создание основ нового научного направления "Многомасштабные процессы локализации динамического деформирования и разрушения и ах сьязь о механическими-характеристиками металлов"
Цель работы. Экспериментальное исследование процессов трансляционной и ротационной локализации динамического• деформирования и разрушения металлов на разных масштабных уровнях на основе сочетания экспериментальных методик: - I) Изучение локального динамического отклика ударно-нагрунаемых образцов методом лазерной интерферометрии свободной поверхности мишеней, 2) Изучение структуры нагруженных образцов методами оптической и электронной микроскопии, 3) Изучение процессов локализации методом с использованием иематических кидких кристаллов.
Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и решены следующие основные задачи:
1. Определение масштабных уровней динамического деформирования и разрушения.
2. Выявление связи механизмов локализации динамического деформирования с кинетикой структуры материала в реальном времени.
.3. Установление кинетических критериев перехода от трансляционных к ротационным механизмам динамического деформирования и разрушения. Определен« необходимых условий реализации того или иного механизма локализация динамической деформации.
4. Установление взаикосвяам ыевду величиной продольных локализованных сдвигов и ащрияой распределения частиц по скоростям.
4
5, Исследование внутренней структур областей локализации.
6, Выявление характера взаимодействия соседних масштабных уровней материала при динамическом деформировании,
7, Исследование мартенситных превращений, инициированных . ударным нагруженкем.
8, Разработав иаличестввййого метода оценки величины поворо-Материала йнутрй ротационной ячейкй,
Н$?чяа^ новизна, В дйосертаЦии впервые проведено*полное ком-йлеяояов экспериментальное Доследование мяогомаоштабянх дроцаосов локализации динамического деформирочаяяя й разрушения металлов,
1, Впервые в металличеокйх ударно-нагруженных образцах обнаружат» области сдвиговой локализации в форме плоокях дисков, имеющих оубмикрокристалличеокую структуру,
2, Установлена овехэвуковая скорость распространения фронтов мартвясятных превращения.
3, Разработан оригинальный метод количественной оценки вели-чияи поворота материала внутри кристаллографической ротацйя, со-йсваяный на использования нематичеоких жидких кристаллов,
4* Установлен некриоталлографическйй характер транолящюйной й ротационной локализации динамической деформации;
5. Впервые предложены кинетические критерии перехода от трансляционных к ротационным механизмам динамического деформирования и разрушения.
6, Установлено эмпирическое соотношение менду величиной продольных локализованных сдвигов и шириной распределения частиц по скоростям.
Научная й практическая ценность. Полученные в диооертацаи результаты могут быть использованы при ?инструпровашщ металлов о заданным комплексом механических свойств, работающих в уолоьи-ях ударного нагруженвя. Эяоперамвитальные реэультаты, полученные в работе, могут служить научной основой для создания.теоретически х моделей динамического деформирования и•разрушения, На основе полученных экспериментальных результатов работы может быть предложен научно обоснованный метод упроЧЯения металлов 8а счет создания в материале при ударном нагружейии равномерно распределенных в матрице областей сдеиговой локализации высокой твердостик
Достоверность результатов и выводов обеспечивается выбором экоперимейтальных методов, адекватно отражающих процйоеы» проао-
е
ходящие в материале при динамическом нагрукешгл и сочетанием двух методик - лазерной интерферометрии и микроскопий, взаимно дополняющих друг друга. Для доказательства поворота материала внутри ротационной ячейки и его количественной оценки разработан метод НЖ.
Основные положения, представленные к защите
1. Экспериментальные результаты исследования процессов тран-
. "сляшбнной я ротационной локализация динамического деформирования • й разрушения металлов на разных масштабных уровнях.
2. Кинетические критерии перехода от трансляционных к ротационным механизма!,! динамического деформирования и разрушения.
3. Критерии реализации трансляционной и ротационной локалн- . зации динамического деформирования.
4. Закономерности взаимодействия соседних масштабных уровней динамического деформирования.
5. Закономерности ротационного движения материала при импульсном нагружении.
6. Метод количественной оценки величины поворота материала внутри роташонной ячейки и выявления диполей ротаций.
7. Экспериментальные результаты исследования д-^амической ' рекристаллизации в условиях ударного нагружения при выполнении состояния "давление*сдвиг".
8. Закономерности протекания вызванного ударом полиморфного превращен.ж в стали.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены л обсуждены на следующих конференциях и семинарах: Ш, 1У Всесоюзных семинарах "Структурные аспекты локализации деформации и разрушения'"(Салтов, 1968, Тула, 1950), 1У, У Всесоюзных совещаниях по детонации (Телави, 1589, Красноярск, 1991), П республиканском семинаре "Динамическая прочность и трещзно-стойкость конструкционных материалов" (Киев, 1968), 1У республиканской конференции."Субструктурное упрочнение металлов"(Киев,
1990),!,-уздународной конференции "Новые метода физики и механики
деформируемого твердого'тела" (Терскол, 1990), П Всесоюзном симпозиуме по перспективным металлическим материалам (Звенигород,
1991), ЕЕромех-291 (С.Петербург, 1992), X симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка, 1992), XXIX ¡легкреспублпканском семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Псков, 1993), Всероссийском научном семинаре "Проблемы дина-шкн и прочности электро- и энер-6
гокшшвд* (С,Петербург, 1993), Физмет 84 (0,Петербург, 1994), Мевдународной конференция "Ударные волны в конденсированной среде" (а,Петербург, 1994), Международных конференциях "Ударное сяа?ие конденсированного ЕещестЕа"(С!ДА, 1989, 1991), Международно« симпозиуме Маштенс-90 (ГДР, 1990), Меядународной конференции по механике, физике и структуре материалов (Греция, 1590), советско-китайском симпозиуме по. космической науке и технике (Ки-.уай, 1991), У международном совещании по оптике жидких кристаллов (Венгрия, 1993), Симпозиуме по оптическим материалам для высокоенергетлческих лазеров (США, 1993),
Публикации, По теме диссертации опубликовано 45 работ, И8 которых в отечественных изданиях - 30 и международных изданиях -15 и подано 2 заявка на изобретения, '
Структура и объем диоовртаци;^ Даооертацаонная работа ооо-тоат из введения, сема глав, выводов а описка датаратурн. Общий, объем составляет 414 отр, включал 234 стр, основного текста, 116 отр, рисунков, 18 таблиц и 53 отр. библиографии, содержащей 488 наименований.
Основное содержание диссертации
Во введении обоснована актуальности рассматриваемой в работе проблемы, ее научная новизна и практическая значимость, сформулирована цель работы.
Глава I. "Структурные механизмы и модели поведения материалов в условиях динамического нагрукения"»
Основная часть данной главы посвящена обзору экспериментальных и теоретических работ по динамическому деформирована» а разрушению. В первом параграфе рассмотрено формирование тыльного откола - одного из способов локализаций разрушения материала при высокоскоростном нагруженаи. Во втором параграфе дана понятие функции распределения, которая используется а работе для характеристики среды о многоМасштабными статистическими свойствами. Третий параграф посвящен анализу существующих теорий а моделей динамического разрушения. Показано, что прогрэоо в этом направлении одерживается отсутствием экспериментальных данных по дентальному изучению закономерностей откольного разрушения. Нет • систематических физических исследований, позволяющих описать закономерности развития процесса деформирования ц разрушения- при импульсном нагрукемш и выявить условия перехода одной стадии откольного разрушения в другую.
В четвертом параграфе проведен анализ работ, посвященных многомасштабности процессов деформирования и разрушения, В основном закономерности пластической деформации на разных структу]>-ных It масштабных уровнях изучались применительно к квазистатическим условиям нагрукения. Очень незначительное количество работ и весьма поверхностно касается вопросов многомасштабно'сти динамического деформирования, хотя этот аспект очень важен для •понимания того, какой масштабны;! уровень вносит наибольшая вклад в деформацию в том. или ином скоростном диапазоне нагрукенпя,
В пятом параграфе дается анализ теоретических и экспериментальных работ, посвященных трансляционным и ротационным модам деформации и локализации деформация. Из обзора приведенных работ видно, что в них противоречиво освещается изменение микроструктуры материала при ударной натруженим. Исследования же кинетике элементарных носителей пластической деформации "in situ" . кроме работ. Мещерякова й.И. с сотрудниками посвящена практически одна работа сотрудников ШЛ, где изучаются процессы распространения трещины в ударно-нагружаемом IMlik и LiF . Соединение же изучения локального динамического отклика ударно-нагружаемых образцов с их микроструктурными исследованиями после наГруаения' представляется весьма плодотворны!/..
Шастой параграф посвящен анализу экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованию поведения металлов при воздействии ударных волн. Рассматриваются вопросы массспереноса, фазовых превращений, динамической рекристаллизации и сверхпластичности при ударном нагружениа. Несмотря на большое значение для установления механизма мартенситного превращения скорости роста кристалла мартенсита, очень мало экспериментальных работ, в которых приведены количественные данные, и они весьма противоречивы. Инициированные ударом мартенситные превращения изучены еще меньше.. Противоречиво описывается в литературе и массоперенос и диффузионные процессы в ударных волнах. Недостаточно исследованным является процесс динамической рекристаллизации и сверх-пластлчности при ударном нагрукении.
На основе анализа работ делается вывод о необходимости проведения экспериментальных исследований динамического нагруке-Ния металлов в следующих направлениях:
- изучение многомасштабностп процессов локализации данами-ческого деформирования и разрушения;
8
•- выявление микромеханизмов деформирования и разрушения при ударном нагруяенни на разных масштабных уровнях и их взаимосвязи;
- установление связи кинетики структуры с типом разрушения и формулировка кинетических критериев перехода от трансляционных к' ротационным механизмам деформирования н разрушения;
-количеотБеннов изучение процессов динамического разрушения на примере отнольного разрушения}
- выявление прочностного поведения материалов на разных масштабных уровнях и их взаимосвязи}
- изучение ротационных мод локализации деформации при динамическом нагрунении}
- формулировка условий осуществления динамической рекристаллизации а сверхпластичности при ударном нагруженик}
- выяснение закономерностей протекания мартенсптных превращений б ударных волнах; . ...
- изучение массопереноса при ударном нагрувешщ.
Глава 2, "Исследование кинетики структуры материалов, подвергнутых ударному нагружению"
Данная глава посещена описанию исследованных материалов а применяемых в работе экспериментальных методик. Исследования проводились на следующих материалах: монокристаллах меди и ашш-Ндя, меди марок МО, М1, ¡¿2, МЗ, алюминии марок А6, Л998, А999, алюминиевых сплавах Д16, Б95, АМг-6, татаноьых сплавах ВТ6-0 и ЗМ, сталях 45, 40Х, 30ХН4М, ЗеХНЗМФА,' 28ХЗСЯМВМ, 12Х18Н10Г, ■ сплаве с памяти формы Си-мп . Для нагруаения использовали пневматические пушки калибра 30 и 37 мм. Образцы-мишени представляли собой плоские шайбы диаметром 52 и толщиной 3-15 мм. В процессе высокоскоростного соударения плоских дисков в течение длительности импульса сжатия осуществляясь состояние одноосной деформации. В главе дан анализ напряженного состояния, понятие импульса сжатия и откольной скорости.
Отдельным параграфом дано описание метода исследования кинетики структуры материалов в реальном времени на мезоскопическом и суперструктурном масштабных уровнях о помощью лазерной интерферометрии скорости свободной поверхности ударно-нагружаемых мишеней. За один акт ударного нагрукения моаио опроделить одновременно две характеристики - первые два момента функции распределения - среднюю скорость частиц и ширину распределения частиц по скоростям или дисперсию скорости частиц. Кнтерферометрическая
методика измерения динамического отклика материалов на ударное нагруяение позволяет регистрировать временные характеристики про-. цесса динамического деформирования одновременно на двух масштаб- -ных уровнях - ме'зоокопическом и судерструктурном,
Отдельный параграф посвящен описанию метода исследования структуры деформированных материалов с помощью еидких кристаллов.
В работе использовались нематцчесние кидКие кристаллы (Щ): .'эвтектическая смесь Н8 (¡¿БЫ) а (ЭБЬА), Слои НЩ наносились на изучаемую поверхность в изотропном состоянии и наблюдали в поляризованном свете. Использование метода НйК позволило определить угол поворота внутри ротационной ячейки и тем самым впервые доказать ротационный характер динамического деформирования,
Для исследования микроструктура в работе использовали опти- ' ческую и электронную-растровую и проовечивающую-микроскопию, рентгеноструятурный анализ, метод микротвердооти и магнитный метод определения количества мартенсита.
Глава 3, "Роль кинетики структуры в реализации трансляционных и ротационных мод динамического деформирования и разрушения".
Первый параграф третьей главы посвящен Исследованию трансляционных механизмов динамического разрушения. В процесса дина- ■ мического деформирования локальные движения материала осуществляются в виде совокупности микропотоков, имеющих различные пространственные масштабы и различную скорость в направлении рас-пространеная волны, т.е. динамически деформируемый материал, неоднороден как в конфигурационном пространстве, так а в пространстве окопростей. При наличии неоднородностей в пространстве скоростей создаются-уоловия для проскальзывания микропотоков друг относительно друга и если продолжительность процесса проскальзывания больше некоторой критической величины, в материале образуются полосы сдвига, ориентированные вдоль направления распространения волны. Следы этих микроодьигов отчетливо наблюдаются при микроструктургшх исследованиях образцов, подвергнутых ударному нагружешш. В то ;;;е время эти следы отсутствуют на исходных образцах. Подобная картина наблюдается в сталях, алюминиевом сплаве ДХ6, титановых сплавах. Направления минросдвигов везде совпадают с направлением распространения волны. ¡Дияросдвиги легко отличить от двойников, которые, во-первых, имеют различные направления в разных верная, во-вторых, упираются в границы зерен, в то время как микросдвига не меняют своего направ-10
ления, пересекая эти граньш. Микросдвиги в ударно-снатом материале появляются при первом прямом прохождении упруго-пластического фронта волнн сжатия. Характерным является факт образования отколь-ной щели ступенчатой форш, который свидетельствует о дБинешш материала в виде дискретных микропотоков, волновые параметры кот.о-рых отличаются друг от друга.
Локализаадя деформации является основным каналом дефсрмиро-Еания и разрушения материалов при динамическом нагруненин. Локализованная деформация может возникать не только в местах концентрации напряжения, как при пробое пробки или тыльном отколе, но а в условиях пространственно-однородного нагружешш при одноосной деформации материала. Ударные испытания показали, что равенство скоростей ударника и свободной поверхности мишени на плато импульса сжатия (если материал мишени и ударника один и тот se) выполняется до определенной скорости нагруясения для всех исследованных, материалов. Выше этой пороговой скорости наблюдается значительное превышение регистрируемой скорости ударника над максимальным значением скорости свободно!! поверхности на плато импульса. В некоторых материалах /sVe Vyg-Vfs достигает 50% и больше. Именно в таких образцах и было выявлено наличие микросдвигов -узких, шириной менее I мкм, полос локализованной''деформации, равномерно рассеянных по всему поперечному сечению мишени и ориентированных вдоль направления распространения волны, длина их составляет 10-40 мкм. О помощью метода нематических еидких кристаллов (E¿K) были »¿явлены и оценены количественно трансляционные мода деформация на двух масштабных уровнях - мезоскопичесдом и супер-структуряом. Оказалось, что линии локализованного сдвига, ориентированные вдоль направления распространения волны, шириной ~ I мкм объединены в полосовые структур;.* шириной ~ 8-15 мкм, что. относится к мезоскопическому уровню. Полосовые структуры объединены в семейства шириной 150-300 мкм, что соответствует суперструктурному уровню. Применение кетода'НМ позволило заключать, что в центре мишени динамическое деформирование гомогенное, однако, уке на расстоянии единиц миллиметров от центра происходит гетерогеш.зация процесса динамического деформирования с образованием системы полос локализованной сдвиговой деформации на двух масштабных уровнях.
В процессе микроструктурных исследование образцов стали" 45Х1ЬФА была проведена статистическая обработка размеоов полос ■
II
локализованной де^ораацаа, которая выявила. немонотонны^ характер зависимости длалк ари полос от скорорт^ нагруяения, Сопоставление этих микроструктурны* данных р характером изменения дА/ показывает 4 что наибольшему уменьшению скорости на плато импульса соответствует а наибольшая длина полос локализованной сдвиговой деформаций. Было, установлена следующее эмпирическое соотношение: Ь = д\/« Тер , где V) - длина продольного локализованного сдвига, дУ - изменение скорости на плато импульса за счет сдвиговой релаксации ударно-скатого материала, Тф - длительность пластического дронта импульса сжатия, Силы инерционного проскальзывания мккрообъгмов относительно друг друга оказываются существенно большими, че;.: силы, контролирующие скольжение по кристаллографическим плоскостям зерен, поэтому локализованные сдвиговые полосы ориентированы только в направлении распространения волны независимо от ориентации зерна или его границ.
Второй параграф касается ротационных механизмов разрушения. Для инициирования ротационного движения среда к соседнем микрообъемам материала должна быть приложена пара сел, 3 соответствии со вторым законом механики это может быть обеспечено либо за .счет разнавд в массах соседних микрообъемов, либо за счет разни^ цы в их ускорениях. Одним из условий появления динамических ротаций является распределение структурных элементов по ускорениям Вторым условием мокет быть неоднородность материала по плотности например, его пористость. Существует ьполне определенная пороговая скорость нагруаенкк, которая разделяет область динамического деформирования материала на две: а) подобласть трансляционного механизма деформирования, при котором происходит движение сильно локализованных элементарных носителей пластической деформации и б) подобласть делокалазащи носителей деформации, где нарушается структурная еестлость материала я ьезбувдается так называемая гидродинамическая мода йормоизменения, для которой оказывается возможным ротаплонннй механизм пластического- деформирования с сильной диссипацией анергии ударного импульса. ' >
Изучение ротационной пластичности и ротационного разрушения Проводилось в двух динамических решшах деформирования: а) в про ходящих волнах нагрузки, когда волна скатля и последующая волна разгрузки проходят через образец однократно и б) во встречных волнах разгрузки, когда отраженные от свободных поверхностей ударника и мишени волны разгрузки создают растягивающие напряке-12
нея б месте дх взаимодействия, Исследования показали, что во всех типах аспнтывавшихоя материалов - алюминии и его сплавах, меди, титановых сплавах а различных сталях - мокно возбудить ротационную пластичность и вызвать разрушение ротационного.типа, Оледн ротационной пластичности имеют вид замкнутых ила разомкнутых колеи, покрывающих равномерно большую часть поперечного сечения' образцов, причем структура материала внутри ротавдонной ячейки, иск правило, существенно отличается от структуры матера-ала вне ее,
ыеталлограйш поперечных шлисоое мишеней показала такие, что в зависимости от - соотношения меаду толщиной пластины - ударника и мишени следы ротаидояной пластичности покрывают либо все поле поперечного сечения мишени>либо часть ее, ограниченную нагружаемой и откольно.) поверхностями, Этой области соответствует взаимодействие встречных волн разгрузки, В наибольшей степени это. • * взаимодействие проявляется ь откольно^. зоне мишени а именно здесь наблюдается наибольшая плотность ротационных ячеек, При атом механизм откольного разрувеная также имеет ротационнн.- характер, Ротационное движение среда на мазоскопическом а суяерструктур-ном уровнях оказывается не привязанным ни к кристаллографической структуре Енутри зерен, на к границам зерен.
Наряду с механизмом возникновения ротационной пластичности " п равру^энлл во встречных Еолнах разгрузки, цепочки ротапий могут- зародиться на границах соседних микропотоков, Ориентация этих цепочек привязана только к направлений распространения волны в материале, а их длина непосредственно связана о длительностью импульса сжатяя и шириной распределения ыикропотокоз по ус-кора нялм .
О позиции микроканетхки даСашчеокого деформирования воз- ■ нлкновение микропотоков з материал^ происходит за счет движения дислокаций к границам мезообземов, в результате чего подплтнга-ются ротационные мода дышенля среды на границах микропотоков и те:-» сгмым облегчается их прокатыванло как по 'каткам друг относительно друга. При даяамическом одноосном нагруквнйй металлов ротационная пластичность и последующее разрушение осуществляются дбумя путями г а) ротационные ячейки покрывает все поле поперечного сечения образца, подвергаемое воздействию встречных волн разгрузки} б) ротапаонные ячейки в виде цепочек имеются только на границах невозмущенных областей материала, двигающихся о •
разными окоростями ъ прямой волне нагрузки. При этом в.обоих случаях должно' выполняться равенство д V « (о,4 -
Для доказательства поворота материала внутри ротационной ячейки относительно-остальной матрицы в работе применен метод НЖК. д помощью этого метода стало возможным измерить угол_ра8ор#-■ ентации материала внутри ротации, Это осуществляется путем поборота предметного столика микроскопа на такой угол, при котором окраска внутренней области ротационной ячейки совпадает по цвету с окраской матрицы до начала разворота, Для измерения угла раз~ ориентации мог;ет использоваться не тольно разница в цветовой ой--раске внутренности ротационной ячейки и матрицы, но также возна-каюре в НЖК линии, характеризующие направленность конвективных потоков в момент его структурной перестройки, В экспериментах наблюдались ротационные структуры, относящиеся к двум масштабным уровням - мезоскопическому и оуперструктурному. Первые имеют размер 5-15 мкм, причем вокруг ядра ячейки имеется постепенно убывающее поле упругого напряжения, В поляризованном свете это поле ■ выглядит в виде постепенно уменьшающихся по яркости цветных лепестков, имеющих своим центром ядро ротационной ячейки, Дальнодействующие поля напряжений распространяются на расстояние до 1000ш$.'а и часто имеют вид закручивающихся рукавов спирали, по которым мокно определить направление вращения ротаций. Второй тип ротаций относится к суперструктурному уровню и не имеет дальнодействуицнх полей вокруг себя,
Третий параграф поовящен связи кинетики структуры с типом разрушения и кинетическим критериям перехода от трансляционных к ротационным механизмам деформирования и разрушения. Исследования . показали, что процессы локализации деформации и разрушения при отколе находятся в тесной взаимосвязи с характером распределение частиц по скоростям в волне нагрузки и имеют несколько отадий в зависимости от скорости нагрукений. Возмоаны три типа откольного разрушения: а) разрушение сутем воздействия нормальных разрывов а продольных сдвигов{ б) разрушение путем взаимодействия нормальных разрывов я ротационных движений материала в зоне откола и в) разрушение путем веаамодейотвия нормальных разрывов и сдвигов, ориентированных оод углом 45° к направлению распространения волны. На расЛ предотавлвиайачественная картина соответствия формы фукдции распределения макропоток об по скоростям на переднем фронт
те импульса сжатия типу откольного разрушения. Из рисунка видно,
'
6)
Рис.1. Соответствие формы функций распределения макропотоков по скоростям на. переднем фронте импульса сжатия типу откольного разрушения:
в) ¿Л/«\?
что наиболее широкое распределение Частиц По скоростям свойственно первому типу разрушения. В этом сяучаё относительная скорость соседних участков динамически деформируемого материала настолько ведана, что сдвиговые участки откойьйой Щели полностью совпадает с направлением распространения волны,т.ё. различив в скоростях ,
13
соседних микрообъемов материала достаточно, велико, чтобы произошел сдвиг их относительно друг друга. Материал при этом разбивается на отдельные-мадропотоки, поперечный размер которых совпадает с мнкромасштабом нормальных разрывов откольной щели.
В случае сдвигового откольного разрушения (рис.1 в) распределение частиц по скоростям мало, так что динамически деформируемый материал ведет себя как изотропная и однородная сплошная среда. В таком материале сдвиговая деформация протекает, как известно, по Плоскостям максимальных касательных напряжений, ориентированных под углом 46° по отношению к направлению распространения волны, Сдвиговое разрушение осуществляется по втим яе направлениям, когда исчерпывается запас пластичности материала. Чаще всего, однако, наблюдается не чисто сдвиговое разрушение, а его комбинация с нормальными разрывами. В. этом случае отнольлая щель состоит из зигзагообразных участков, отдельные берега которых могут быть достаточно широко разнесены. Именно к таким материалам только и оказались применимы модели динамического деформирования, огранит Чйвавдие движение элементарных носителей пластической деформации, например, дислокаций, только этим.и плоскостями.
Промежуточное положение с точки зрения ширины распределения частиц по скоростям занимает откольная щель ротационного типа, Для этого типа разрушения распределение частиц по скоростям еще не столь велико, чтобы могло осуществиться быстрое проскальзывание соседних участков относительно друг друга, Ыатериал между соседними микропотоками успевает образовать микроскопические вихри, диаметр которых определяется градиентом скоростей мекду соседними Микропотоками, т.е. шириной распределения их по скоростям .
В процессе динамических испытаний различных материалов установлено, что в зависимости от отношения дисперсии скорости структурных элементов к их средней скорости могут реализоваться следующие механизмы'деформирования и разрушения: -I) при разница в скоростях соседних микропотоков настолько велика, что реализуются в основном трансляционные механизмы - локализованные сдвиги и микрораэрывы, 2) при Д\//Уа£0.5 реализуется ротационный механизм^ при котором материал испытывает локальные вращения в двух плоскостях, образуя сферические ротационные ячейки. В пределе, при • й1 ротации переходят в локализованную сдвиговую Полосу. Наоборот, чем распределение по скоростям уке, 16
тем диаметр ротаций больше, и в пределе, при дУ/V0 , т.е. когда все микропотоки двинутся с одинаковой скоростью, материал ведет себя как изотропная однородная среда. При атом микросдвиги могут образовывать "сетчатую" или "шашечную" структуру.
Глава 4,. "Масштабные уровни механизмов динамического трансляционного разрушения" . Эта глава посвящена исследованию разрушения при тыльном отколе. В откольной щели имеются не только участки нормального разрыва, параллельные фронту волны, но и участки продольного локализованного сдвига по краям нормальных разрывов. Более того, некоторые продольные (сдвиговые) участки откольной щели имеют характерные признаки так называемых "адиабатических полоо сдвига"-узкие, порядка I мкм полосы, направленные вдоль вектора скорости частиц, В сталях и сплавах титана эти полосы после травления имеют белый цвет и представляют собой области фазового превращения.*
Металлографические исследования образцов свидетельствуют о том, что откольное разрушение осуществляется одновременно на нескольких масштабных уровнях. Для определения пространственных масштабов продольной и поперечной локализации разрушения при отколе в работе была проведена статистическая обработка геометрических . размеров микроразрушений в зоне откола для сталей 30ХЯ4М, 35Х2Н21'Ш, 45ХНМФА, алюминиевого сплава Д16 а др. С этой целью были выполнены детальные обмеры всех продольных и поперечных минроразрушений в образцах, нагружаемых с различной скоростью, полученные при замере 4000-5000 продольных и такого ке количества поперечных полос локализации. Результаты, статистической обработки выявили вполне отчетливую группировку млкротрещин на четыре масштабных уровня - два для продольных сдвигов и два для нормальных разрывов. На рис.2 представлены нормализованные кривые рас-' пределения продольных и поперечных компонент микроразрушений для стали 30ХН4М при одной скорости нагруасения. По этим результатам можно сделать следующие выводы:
1. Масштабные уровни разрушения в зоне тыльного откола как для продольного сдвига, так и для нормального разрыва различаются на 1-1,5 порядка внутри каждого типа локализации (как продольной, так и поперечной).
2. По мере увеличения скорости нагружения уменьшается спектр пространственных размеров локализации а увеличивается средний
п
Рис,2. Нормализованные кривые продольных ( Ь и И ) и
поперечных (с! и 3) ) микроразрушений стали 30ХН4М.
размер как продольных микросдвигов, тан и нормальных микроразрывов.
При больших скоростях нагрукения, достаточных для полной отделения откольной тарелочки, низшие масштабные уровни локалде зации как для продольного сдвига, так и для нормального разрыва, не реализуются вообще,
В зависимости от скорости нагрукения размеры продольных элементов откольной щели ведут себя немонотонно - при определенной скорости нагрукения продольные микротрещины достигают некоторого максимального размера, а затем снова уменьшаются. Аналогично ведет себя зависимость ширины распределения от скорости нагружения. Из сопоставления этой зависимости и зависимости Откольной скорости от скорости нагрукения можно сделать выводы: 18
1. Чем большим по абсолютному значению максимумом обладает материал, тем нине его откольная скорость.
2. Максимальное значение откольная скорость имеет при отсутствии распределения частиц по скоростям.
Одним из возможных механизмов уменьшения откольной скорости о ростом ширины распределения может быть увеличение вероятности зарождения большого числа микротрещин tía боковых поверхностях микропотонов» поскольку при их независимом движении друг относительно друга (чём шире распределение по скоростям, тем более независимо и движение их друг относительно друга) они выступают как самостоятельные объемы. Известно, что динамическое разрушение стержней начинается с поверхности ."роль которых в данном случае играют микрообъемы. При дальнейшем увеличении скорости нагружения наступает многоочаговоё разрушение, инициируемое внутри микрообъемов. Для инициирования многоочагового разрушения -требуется существенно большая скорость нагружения,. чем для поверхностного. Следовательно, и разрушение материала, обладающего широким распределением по скоростям, произойдёт йри меньшей скорости нагружения, т.к. площадь боковых поверхностей микропотоков в нем существенно выше.
С увеличением скорости нагружения, когда ширина распределения уменьшается, проходя через максимум, картина пространственной ориентации микроразрушений в зоне откола существенно видоизменяется - появляется значительная доля мииросдвигов, ориентированных под углом 45° по отношению к направлению распространения волны. Поскольку уменьшение ширины распределения частиц по скороотям в сущности означает, что динамическое депортирование материала становится-'более изотропным, естественно-ожидать, что оно будет осуществляться преиц^щественно по плоскостям максимальных касательных напряжений, которые в изотропном теле ориентированы под углом 45° по отношению к направлению распространения волны. Это другой крайний случай откольного разрушения, которому соответствует кинетика микроструктуры, характеризуемая узким, близким к S-образному, распределением частиц по скоростям, Откольная щель в этом случае состоит, главным образом-, из участков, ориентированных под углом 45° к направлению распространения волны. Если в зависимости от скорости нагружения изменяется ширина распределения микропотоков по скоростям, то следует ожидать, что и доля чисто сдвиговых компонент откольной щели (т.е.
ориентированных под углом 45°) по отношению к числу разрывных-компонент, свойственных широкому распределению, должна изменяться. Для проверки этого предположения был выполнен статистический анализ количественных данных об ориентации микроразрушений в зоне откола, Результаты этого анализа предотавлены на рис.3.
л — — А -1
... 1 л
<%л /и ... —
1
А
Ш: Ь №
а)
б)
Рис.3. Распределение микроразрушений в зоне откола стаи 45ХНША по их ориентации при увеличении скорости от 300 до 400 ц/с (а-в).
в)
Из этого рисунка видно, что при скорости 300 м/с в стали 45ХШ;ФА основную долю откольной щели составляют микроразрывы, параллельные фронту волны (на рисунке 0°'- это фронт волны, а 90 — направление ее распространения). При увеличении скорости ударника до 350 м/с постепенно увеличивается лепесток распределения, соответствующий продольным сдвигам. При этом число нормальных разрывов сохраняется. Дальнейшее увеличение скорости ударника до 400 м/с приводит к тому, что при сохранении числа нормальных разрывов появляется значительная доля сдвиговых разрушений, ориентированных под углом ¿45? Поскольку именно под углом 45° по отношению к направлению распространения волны, т.е* в плоскостях максимального касательного напряжения, осуществляется сдвиг в однородном изотропном материале, то моано 20
заключить, что с увеличением скорости нагружения распределение микропотоков по скоростям должно сузиться, что в действительности и наблюдается.
Одним из наиболее важных результатов 4 главы является приемов экспериментальное доказательство тесного взаимодействия мае- ' штабных уровней. Для этого в работе были проведены детальные исследования микромеханизмов динамического деформирования и разрушения стали 30ХН4М в микросекундном диапазоне длительностей на -гружения ( Та » 0,4-1,2 мкс). Для создания различных структурных состояний исследуемых сталей и уоловий для преимущественного осуществления тех или иных механизмов динамического деформирования стали были подвергнуты отпуску по четырем различным режимам (эти рекимы представлены в таблице I).
Таблица I.
: Номер партии : стали 30ХН4И Закалка Отпуск ■ ......I 1
I 900°С, вода 200°С, Б часа !
2 (1 550°С, 3 часа ,
3 600°С, 3 часа |
4 650°С, 3 часа ;
В каждой партии стали ударному нагружению были подвергнуты мишени двух толщин (5 и 10 мм). Общее число мишеней составило 45 штун. Ударные испытания проводились с целью определения двух основных динамических характеристик прочности материала: динами- ■ ческой устойчивости материала £а сжатие и отнольной прочности» Первая определяется как напряжение или массовая скорость чаотиц на переднем фронте, при которых наблкщается'изменение наклона пластического фронта импульса. Динамический рредел устойчивости на сдвиг связан с изменением сопротивления пластическому деформированию вследствие изменения типа или масштаба структурных элементов деформирования. Откольная прочность характеризует сопротивляемость материала нормальному разрыву. Обе характеристики динамической прочности отражают различные стороны трещиностойно-сти материала и используются в работе для.установления взаимосвязи между кинетикой структуры и динамической прочности материала.
Оказалось, что из полученных в результате испытаний интерфе-рограмм скорости свободной поверхности всех четырех партий стали 30ХН4М адекватно•расшифровать удалось только передние фронты импульсов скатил для 1-й и 4-й партий стали. Для второй и третьей партий стали из-за очень широкого распределения мезообъемав по скоростям не удалось получить количественных данных как о величине порога динамической устойчивости на сдвиг, так и о максимальном значении ширины распределения мезообъемов по скоростям, При увеличении скорости ударника до 386 м/с ширина распределения уменьшается и может быть измерена. Результаты измерений приведены в таблице 2.
Таблица 2
Партия стали • 30ХН4М Скорость ударника м/с Пороговая 1 скорость м/с I Огкольная скорость м/с м/с б\/зр/ м/с
I 376 315 ; 240 40 92
320 218 | 200 36 89
278 186 | 175 29,5 69
4 384 229 | 189 26 105
237 200 ! 200 36 37
334 225 ! 1 1 185 27 134
Видно, что наибольшей локальной прочностью как с точки зрения величины порога динамической устойчивости материала на скатие, так и с точки зрения его откольной прочности, обладает сталь с низким отпуском - первой партии. Наименьшие значения этих величину стали четвертой партии. В то же время ширина распределения по скоростям на'мезоуровне у сталей первой партии возрастает, а четвертой - падает, в то время как на суперструктурном уроенэ она ведет себя прямо противоположно - падает для первой партии стали и возрастает для четвертой партии стали в зависимости от скорости нагрукения.
Из сравнения прочностных данных макроуровня, полученных с помощью емкостных датчиков,с суперструктурными характеристиками можно заключить, что расстановка прочностных критериев на макроуровне совершенно иная. Так, в диапазоне скоростей 250-500 м/с
наибольшей откольнок прочностью обладает сталь второй и третьей партий. При одной и той же скорости откольная прочность на макроуровне имеет максимум, когда та же характеристика на оуперструк-турном уровне имеет минимум. Таким образом, прочностные характеристики на соседних масштабных уровнях находятся в противофазе -чем меньше откольная прочность на суперструктурном уровне, тем она выше на макроуровне. Кроме того, максимум макроскопической откольной прочности совпадает с максимум ширины распределения по скоростям на мезоуровне.
Таким образом, общая схема взаимосвязи между масштабными уровнями с точки зрения прочностных и кинетических характеристик может быть представлена в следущем виде:
лУ тг
Эта схема показывает, что увеличение ширины распределения частиц по скоростям на некотором масштабном уровне приводит к снижению прочностных характеристик материала на следующем масштабном уровне. Так например,' если на мезоуровне имеется очень широкое распределение по скоростям .(как для сталей второй и третьей партий), локальная динамическая прочность на суперструктурном масштабном урог вне падает. Уменьшение этой характеристики приводит, в свою очередь, к быстрой релаксации напряжений между суперструктурными элементами а, как следствие, к б^жению распределения по скоростям.
Таким образом, физический смысл такой кинетической характеристики структуры материала, как ширина распределения частиц по скоростям на некотором масштабном уровне, заключается в том, что она характеризует способность материала к быстрой релаксации внутренних напряжений на следующем уровне. Так, если элементарные носители пластической деформации на мезоуровне (мезообъемы) обладают очень широким распределением по скоростям, то сдвиговая прочность между этими мезообъемами достаточно мала. Это ведет, в свою очередь, к быстрой многоочаговой релаксации напряжений между мезообъемами, т.е. внутри следующего,-суперструктурного масштабного
23
уровня, состоящего из этих мезообъемов. Таким образом,'кинетические и прочностные характеристики материала передаются с одного масштабного уровня на другой в противоположных фазах.
Микроструктурные исследования образцов первой партии стали выявили наличие полос локализованного сдвига, ориентированных вдоль направления распространения волны. В соответствии с интер-•ферометраческими данными эта сталь имеет максимальное значение ширины распределения по скоростям на суперструктурном уровне, а значит и деформирование осуществляется по разрывно-сдвиговому механизму. При этом откольная щель имеет ступенчатую форму.
Совсем иной характер деформирования у сталей второй и третьей партий. Эти стала имеют максимальную ширину распределения, частиц по скоростям на мезоуровне. Микроструктурные исследования показали . что механизмы деформирования и разрушения в них имеют ротационную природу. На шлифах было выявлено наличие многочисленных следов-ротационного движения материала. Они представляют собой круглые ячейки, внутренность которых сильно фрагментирована. Эти ячейки являются следами ротационного движения материала в момент прохождения ударной волны и по своим размерам (3-7 мкм) относятся к мезоуровню, размер фрагментов 0,1-0,5 мкм. Часто ротационные ячейки мезоуровня объединяются в окружности или сегменты, как это показано на рис.4. Эти образования примерно на порядок больше (30-100 мкм), т.е. соответствуют суперструктурясму уровню. Часто кольцевые образования имеют вид незавершенных сегментов.
В зависимости от температуры отпуска сталей диаметр ротаций изменяется немонотонно, достигая экстремума при температуре 600°С. При этом характер изменения мезоротаций противоположен изменению суперструктурных ротаций (рис.5). Когда мезоротации имеют минимальные размеры, суперструктурные ротации при этой температуре имеют максимальные размеры. Это можно объяснить с позиции их зависимости -от ширины распределения по скоростям на этих уровнях. Диаметр ротаций на том или ином уровне уменьшается, когда ширина распределения частиц по скоростям на этом уровне увеличивается. На верхнем пределе, когда лУтэ 00 , мезоротации преобразуются в полосы локализованного сдвига нак следст-1 вие увеличения разницы в скоростях соседних микрообъемов. С другой стороны, с увеличением ширины распределения мезообъемов по
скоростям, локальная динамическая прочность на суперструктурном 24
Рис. 4. Объединение мезоротаций в окружности или сегменты суперструктурного уровня.
С.
Рио.5. Зависимость . диаметра мезо- (сйр) а супёротруктур-яых (Эр) ротаций от температуры отпуска стали 30ХН4М.
уровне падает. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению что долвшо приводить к увеличению диаметра ротаций на суперотру-ктурном уровне. Шенно такое поведение и найлкдаетоя в экспериментах. Таким образом, схемл последовательного изменения масштаба ротаций и связь их с шириной распространения частиц по скоростям может быть представлена в следующем виде;
5
Смысл этой схемы состоят в том, что увеличение ширины распределения по скоростям на мезоуровне приводит с одной стороны к уменьшению ширины распределения на суперструктурном уровне, а с другой - к уменьшению диаметра- мезоротаций. В свою очеред£, уменьшение ширины распределения по скоростям на суперструктурном уровне приводит к увеличению диаметра суперструктурных ротаций. В
ся с одинаковой скоростью, диаметр ротаций на этом уровне возрастает неограниченно. Это соответствует тому случаю, когда все структурные элементы двигаются с одинаковой скоростью, и повороты материала в процессе деформирования отсутствуют. Это соответствует однородному деформированию материала. Откольная .щель в таком материале представляет собой плоскость, параллельную свободной поверхности мишени. Как следует из представленных выше схем, для достижения однородного состояния на макроуровне распределение, на мезоуроьне долкно быть максимально широким. Иными словами именно скоростная неоднородность на мезоуровне приводит к однородному деформированию на макроуровне. При уменьшении ширины распределения суперобъемов по скоростям увеличивается не только диаметр ротационных ячеек на суперструктурном уровне, но и макроскопическая откольная прочность материала. Таким образом, структурные критерии динамической прочности на любом масштабном уровне должны включать соответствующие этому уровню структурные кинетические характеристики материала,
В главе 4 проведено сопоставление структурных и механических характеристик материала с величиной микро- и макротвердости исследуемых сталей. Согласно используемой классификации, значения микротвердости относятся к суперструктурному уровню. С увеличением скорости нагружения микротвердость второй и третьей .партий стали монотонно уменьшается. Ширина распределения по скоростям на мезоуровне также уменьшается. Следуя приведенной выше схеме, ширина распределения По скоростям на суперструктурном
пределе, при
когда все суперобъемы двигают-
уровне долина увеличиваться. Таким образом, микротвердость и ширина распределения по скоростям на супэрструктурном уровне находятся в противофазе - увеличение одной величины приводит к уменьшению другой.
На образцах 1-й и 4-й партий стали микротвердость с увеличб- . нием скорости меняется немонотонно, причем максимальная микротвердость соответствует скорости ударнлна 320 м/с. Сопоставляя 'эти зависимости с шириной распределения по скоростям,дможно увидеть, что и для зтих сталей налицо противофазное поведение ширины распределения и микротвердости на суперструктурном уровне, .Схема связи ширины распределения по скоростям частиц на мезо- и суперструктурном уровне и шкротвердости будет иметь вид;
2-я и 3-я партии стал»: дУтв^ —дУзр ^ —
1-я и 4-я партии стали;
Результаты измерений твердооти по Рокввллу доказали, что с ростом скорости ударника у 1-й и 4-й партий стали макротвердость меняется немонотонно: при скорости ~ 320 м/о макротвердость принимает минимальное значение. Такое поведение твердости противоположно изменению микротвердости, которая наоборот имеет при этой же скорости максимальное значение. Т.к. данные по микротвер- . дости соответствуют суперотруктурному уровню, можно снова заключить, что прочностные зарактеристики на макро- и суперструктурном уровнях находятся в противофазе. Для сталей 2-й и 3-й партий макротвердость меняется также немонотонно - максимум наблюдается при той же скорости. С учетом всего этого схема связи описанных характеристик примет вид:
1-я и 4-я партии'стали: дУта^ —дМзу ^ НЙС V
2-я и 3-я партии стали: —дУ&р^—<- ^^ ^
В работе изучалось также поведение карбидов, одной из основных структурных составляющих стали. Зависимости размера карбидов от скорости нагружения немонотонны, и поведение 1-й и 4-й партий стала находится в противофазе по отношению ко 2-й и 3-й партиям стали. В интервале скоростей 300-330 м/с минимальным карбидам в
1-й и 4-й партиях стали соответствует максимальный их размер во
2-й и 3-й партиях. Бели учесть, что при этом в сталях 1-й' и 4-й партий наблюдается максимальное значение ширины распределения частиц по скоростям на мезоуровнё, то можно сделать вывод, .
что карбиды особенно интенсивно измельчаются при наличии большого разброса по скоростям мезообъемов, т.е. в условшрс протекания сильно неравновесных процессов деформирования материала на мезо-уроьне. Из всего сказанного вытекает следующая схема взаимосвязи механических, кинетических и структурных характеристик:
1 ц
1-я и 4-я партии стада: ¿Л/те* —Д^/эр} —
ИКС*
2-я и 3-я партии стали: ——
_ Аналогичное противофазное прочностное поведение материала в условиях динамического нагрукения проявляет такке сталь 38ХШМФА.
Глава 5. "Ротационные моды локализации деформации и разрушения при ударном нагружении" .
Пятая глава посвящена анализу ротационной локализации и разрушения при ударном нагружении. В первом параграфе -описываются цепочки ротаций в проходящих волнах нагрузки. В образцах меди М2 после ударного нагрукения появляется сеть ротационных ячеек, объединенных в цепочки, которые ориентированы вдоль направления распространения волны, как а описанные выше микросдвиги. Появление этих цепочек связано с локальными градиентами напряжения вдоль линии фронта волны или с локальными неоднородностями движения в пространстве скоростей. На рис.6 представлена ротационная цепочка в меда !л2. Видно, что диаметр ротаций вдоль цепочки по мере прохождения фронта волны немонотонно изменяется. На краях цепочки и в центре ротационные ячейки уменьшаются в диаметре, в средних частях каждой половины они имеют максимальный размер, причем материал внутри них фрагментирован. В центральных и крайних ячейках материал не разрушен, а сами ячейки представляют собой цельные шарики, окруженные тонкой щелью. С помощью микроанализатора "Хспк" был проведен рентгеноспектральный анализ материала внутри ротационных ячеек. Анализ показал, что материал внутри ячеек имеет тот же состав, что и остальной объем образца. Значит, зарождение ротаций связано с неоднородностью самого материала мишени, а не с какими-либо включениями.
.В работе было обнаружено 3 варианта цепочек: I) ротаци-
Рнс.6. Цепочка ротацпй з м-здя М2.
Рпо.7. .Смешанные вида онкольного разрушения стали 30ХН4М.
онная цепочка с ячейками одного размера, 2) цепочка с ячейками * двух размеров - сначала идут ячейки большего диаметра, а затем меньшего и 3} цепочка, представленная на рас,6,-Также быдо обнаружено 3 варианта временных профилей дисперсии скорости й . ускорения частиц свободной поверхности мишеней из меди 1.-2.
.Сопоставление данных о кинетике структура материала па фронте импульса сжатия с геометрией ротационных цепочек позволяет сделать вывод, что условием зарождения ротаций является цепочная, разница в ускорениях соседних микропотоков, в то время как сдвиг происходит при достижении порогового'значения разницы в. скоростях. Цепочки ротаций наблюдались кроме меди в алюминиевых сплавах и сталях;
Второй параграф посвящен полевым ротациям, Эти ротации образуются во встречных'волнах разгрузки наблюдаются менду нагружаемой и откольнои поверхностями мишени. В параграфе, подробно описана внутренняя структура полевых ротацпй в алняшновом сплаве Д16, в сталях 30ХН4м и 28ХЗСН..ШМ, .Показано, что в стали 30ХН41у1 наблюдаются ротации двух масштабных у ровне 15 - г.'.езо а суперструктурного. Механизм образования суперструктурныя ротаций аз мезоротацай качественно показан на рис,4. Видно, что завершенная суперструктурная ротация напоминает своим строением ."подшипник", внутренняя область нбторого катится по внешней йа ротациях мезоуровня. Часто, однако, длительности процесса не хватает для полного формирования ротапии суперструятуриого уровня,
29
в результате чего образуются цепочки ротаций, полудиски и сегменты. Иногда мезоротадаи образуют спиралевидную структуру. Это соответствует нестационарному поведению функции распределения мезообьемов по скоростям - ее постепенному расширению в течение.' импульса нагрузки, В этом случае, согласно противофазному поведению, дисперсия скорости на суперструктурном уровне должна уменьшаться й должен возрастать размер ротаций этого уровня; что й наблюдается.
В стали 28ХЗРй.ША из-за отсутствия ротаций мезоуровня суперструктурные ротации образуются путем обычного ротационного • сброса ( узкая щель толщиной 1-2 мкм). Дри этом спиралевиДность суперструктурной ротации этого типа также обусловлена неустановившимся характером Скоростного распределения да этом уровне.
Параграф третий пятой главы посвящен ротационному разрушению при' отколе и механлзмам. зарождения ротаций в хрупких и вязких материалах. В меда в одном зерне размером 150-200 мкм может размещаться несколько ротаций, часть которых пересекает границу зерна, не нарушая'формы внешней границы ротации, которая, как правило, имеет фор/.у правильного круга. Это подтверждает, что для ротационного движения материала ориентация кристаллографических плоскостей или сами границы не являются сильным препятствием. Развитие ротационного движения в меди осуществляется пороговым образом. Нике некоторой критической величины локализованная деформация в месте расположения будущей-ротацяи сначала осуществляется по плоскостям скольжения, касательным к окружности. При этом будущий ротационный диск оказывается как бы вписанным б многоугольник, составленный из полос скольжения, которые ориентированы по касательной к диску.
В параграфе 4 описываются материальные и кристаллограф«-' ' ческие ротации. Образование материальной ротационной ячейки вызывается механическим поворотом локальной области как целого относительно некоторой оси. В то же время образование кристаллографической ротации представляет собой превращение ориентации решетки в локальной .области ячейки относительно остальной матрицы, а собственное перемещение атомов в этой области обычно незначительно. Приведены примеры материальных и кристаллографических ротаций. С помощью метода НЕК определен угол поворота материала как внутри материальной, так и внутри кристаллографи-30
ческой ротации. Угол является случайной величиной. В меди угол поворота составил от 90 до 130°.
. в'пятом параграфе описываются механизмы зарождения ротаций $ мононристаллах. Ротационное движение материала в монокристаллах может быть разбито на две основных стадии. Первая стадия' осуществляется при малых градиентах напряжения. В этом случае , вокруг будущей ротации появляются полосы скольжения, касательные - к ротащонному диску, Элементарные носители пластической деформации, соответствующие предыдущему маовтабному уровню, под действием вихревого поля напряжений движутся по разрешенным,для данного типа кристалла плоскостям скольжения, образуя полиэдр, При этом материал внутри полиэдра остается неподвижным. Для второй стадии, когда градиенты напряжений больше критических, материал внутри ротации начинает вращение, в результате чего границы роташи становятся сферическими, При этом наружная поверхность ротации оназываетоя как бы вписанной в полиэдр, Этапы зарождения и роста полевых ротаций прослеживаются на примере монокристалла <100> меди, тенно в этом монокристалле при ударном нагружении выше отнольная прочнооть, Т,е, еще раз, ная и для стали 30ХН4М, подтвервдаетоя, что отнольная прочность выше в материале о ротационным характером деформаций.
В шестом параграфе рассматриваются смешанные типы деформирования й разрушения, Чаща всего динамическая локализация по своему механизму не принадлежат к одному какому-либо конкретному типу, описанному ранее, а представляет собой смесь различных механизмов, При этом на разных масштабных уровнях могут одновременно протекать качественно разные процессы и механизмы локали-' зации. Например, в стали 30ХН4М часто рткольное разрушение осу- ■ ществляется смешанным образом.^На мезоуровне происходит ротационное деформирование и разрушение о диаметром ротаций 3-7 мкм, в то время как на суперструктурном уройнэ онкольная щель имеет явно ьыраженную ступенчатую форму размером ^00-300 мкм (рий,7а). На рис,76 представлен участок отнольной щели, в которой ротационные ячейки перемежаются с наялонщаг"сдвигом. Возможны и другие комбинации механизмов локализаций, однако общим является то, что . тип локализации определяется только безразмерным отношением ' ¿Ч/'/Ур на каждом масштабном уровне, ...
Глава 6. "Динамическая локализация в условиях сдвига под давлением"
Параграф первый шестой главы посвящен динамической рекристаллизации, которая является одним из механизмов структурной пере- • стройки. Необходимыми ее условиями, согласно работав ы.Мейерса, являются: высокая скорость деформации ("ХО^с"1), большая абсолютная величина деформации (~3) и температура не ниже 0,4 Тпл,
В настоящей работе в условиях одноосного ударного нагрукевия • динамическая рекристаллизация осуществляется в областях локализованного сдвига, вызванного ударной волной. В некоторых исследуемых металлах: медь, различные стали, сплав медь-марганец при ударном нагрунении были обнаружены области сдвиговой локализации.; Эти области имеют форму идеально круглых зеркальных дисков диаме- -тром от десятков до тысяч .микрон и толщиной до 20 мкм. В отличие от остальной матрицу, которая представляла собой поликристалл с размером зерна от 8 до 400 мкм для разных металлов! составляющий, эти диски материал представляет собой субшкрокристаляы , с размером зерен от 20 до 130 ш/.. Хотя ударное нагружекке осуществлялось при относительно невысоких скоростях соударения-30-400 м/с, недостаточных для образования областей локального плавления, текучесть материала дисков оказалась достаточно высокой, чтобы в течение очень короткого промежутка времени в доли микросекунды силы поверхностного натяжения смогли стянуть области сдвиговой локализации в идеально круглые диски.
Б параграфе проведен расчет локального сдвигового напряжения и поназано, что динамическое нагружение обеспечивает кратковременные условия для весьма уникального сочетания достаточно высоких гидростатического давления и локального сдвигового напряжения. Приведены расчеты локальной сдвиговой деформации, напряжения и температуры для областей сдвиговой локализации мезоуровня в меди и для областей суперструктурного уровня в стали ЗБХНЗ.лФА. Из приведенных оценок следует, что в зтих областях создаются условия, необходимые -Для динамической рекристаллизации. Проведена оценка размера ре к ри ст алли зо ванно го зерна, который близок к полученному экспериментально.
Во втором параграфе рассматриваются типы сдвиговой локализации. Их три: X) равномерно рассеянные по всему сечению образца круглые плоские диски размером до 25 шш и толщиной 1-5 мкм; ' 32
3) цротяаеннце треки длиной 800-1300 мкм и шириной 20-50 мкм, состоящие из мелких, диметром 1-3 мкм,плоских дисков, иногда они ..образуют замкнутые окружности из дисков; 3) идеально круглые диски диаметром 200-2000 мкм и толщиной 18-21 мкм, расположенные в один ряд на некотором расстоянии от нагружаемой поверхности. Первые два типа сдвиговой локализации зарождаются при первичном _(прямом) прохождении ударной волны через образец, третий тип -является результатом интерференции волн сжатия, отраженных от свободных поверхностей машэни и ударника,
В проходящих волнах в состоянии "давление+сдвиг" материал находится только в течение времени, определяемого длительностью переднего фронта импульса, Зтого времени »вероятна, недостаточно ' для коагуляции областей сдвиговой локализации, поэтому они имеют вид хаотически разбросанных по всему объему материала отдельных дисков, Иная картина наблвдается при взаимодействии встречных волн сжатия, отраженных от свободных поверхностей мишени и ударника, В этом случае длительность сжатия гораздо больше. Плотность обнаруженных областей сдвиговой локализации составила от 0,1 до 24 см"2 в различных материалах; .
Третий параграф посвящен исследованию микроструктуры областей сдвиговой локализации. Тонкая структура этих областей пред-, ставляет собой совокупность ультрамелкодислероных фрагментов со .средними размерами от 47 до 97 нм. Методами локального•рентгзно-спектрального анализа не выявлено существенных различий в химическом составе областей сдвиговой локализации и прилегающих рай-^ онов.
Глава 7. "Особенности поведения сталей при ударном
нагружении" ^ Первый параграф посвящен резонансному поведению стали 30ХН4М при импульсных нагрузках. На основе роста карбидных частиц при ударном нагружении делается вывод об аномально высокой скорости диффузии в ударных волнах. Оценка кЬэффивдеята диффузии показала превышение примерно на 12 порядков значения коэффициента диффузии углерода для стационарных процессов роста карбидов. Показано, что при ударном нагружении наблвдается перекристаллизация, отпуск стали и мартенситнов превращение.'Экспериментально установлено, что размер зерна, дисперсность карбидной
33
фазы, количество мартенсита, микротвердость и размер ротационной ячейки имеют экстремум при скорости нагружения 320-330 м/с.
Второй параграф касается исследования мартенситных превращений в нержавеющей стали 12Х18Н10Г при ударном нагрукеяии. До на-' грукения эта сталь представляет собой $ - фазу. А после динамического воздействия в ней магнитным методом была обнаружена с* -фаза. Наибольшее количество оС - фазы в сечении образца образовалось там, где длительность импульса была наибольшая. На интерфе-рограммах в случае сталей, не испытывающих мартенситное превращение, наблюдается лишь упругий предвестник и пластический фронт, в то время как для образцов, испытавших мартенситное пре-
вращение, имеется несколько (до пяти) фронтов волн, предшествующих упругому предвестнику. Для 10-миллиметровой мишени нержавеющей стали 12Х18Н10Т, нагруженной при скорости 350 м/с, скорости мартенсит ных фронтов оказались равными: 6000, 6342, 6839, 7652 и/с.
Кроме того, в этом же параграфе приведены результаты исследования тонкой структуры стали 12Х18Н10Т до и после ударного нагружения. Показано, что местами образования о< - фазы при ударном нагруженни являются пересечения полос сдвига - дефектов упаковки, двойников и <? - мартенсита. Испытания сталей 38ХНЗ.МФА и 28ХЗСНмВФА также выявили наличие ступенек на' интерфе-^рограммах перед упругим предвестником. В исходном состоянии сталь 58ХНЗША после отжига имела структуру пластинчатого перлита. После ударного нагружения на фоне этой структуры стали появляться полосы крупноигольчатого мартенсита, расположенные вдоль направления распространения волны. Поэтому появляющиеся ступеньки на интерфе-рограммах перед упругим предвестником также связываются с мартен-ситными превращениями.
Основные выводы
I. Установлен миогомасштабный- характер динамического деформирования, и выявлено 3 масштабных уровня откольного разрушения: • мезоскопический, суперструктурный и макроуровень. Показано, что откольное разрушение осуществляется в виде нормальных разрывов и продольных сдвигов, для которых выявлено по 2 масштабных уровня разрушения, различающихся на 1-1,5 порядка внутри каждого типа локализации - продольной и поперечной.
.2. Установлены кинетические критерии перехода от трансляционных к ротационным механизмам депортирования и разрушения и 34
понаэано, что тип механизма динамической локализаций определяется соотношением меаду шириной распределения микропотоков материала по скоростям и средней скоростью частиц,
3, Установлен ненристаллографический характер динамического деформирования на. мезоскопическом и суперструктурном масштабных . уровнях.
4, Выявлена взаимосвязь меаду величиной продольных локализованных. сдвигов и шириной распределения частиц по скоростям и показано, что продольная локализация динамической деформации осуществляется либо- в виде полос адиабатического сдвига, либо в виде полос локализованного сдвига, ориентированных вдоль направления распространения волны иди под некоторыми углами к этому направлению,
5, Выявлена связь откольной прочнооти о шириной распределения частиц по скоростям и показано, что динамическая прочность * определяется кинетикой элементарных носителей пластической деформация на мезоскопическом и суперструктурном масштабных уровнях,
6, Показано, что динамическое деформированле материала осуществляется при тесном взаимодействии масштабных уровней, причем релаксационные и прочностные характеристики материала на соседних уровнях находятся в противофазе. Аналогично ведут себя ха- '
■ рактеристики скоростного распределения структурных элементов на соседних масштабных уровнях, а также диаметр ротаций, микротвердость и размер карбидов в стали,
7, Обнаружено ротационное движение ореды в процессе динамического деформирования на мезоскопическом и суперсйруктурном масштабных уровнях.
8, Показано, что в проходящих волнах нагрузки ротационная' пластическая деформация осуществляется в виде цепочек, расположенных вдоль направления распространения волны,
9, Показано, что в зависимости от типа материала полевые ' ротации, образующиеся во встречных волнах разгрузки, могут быть одно- и двухмасштабными.
10, Предложен и детально разработан экспериментальный метод ■ определения величины поворота материала внутри кристаллографической ротации - метод нематических жидких'Кристаллов. '
11, Показано, что в монокристаллах ротационное движение материала начинается с движения элементарных носителей пласти--
ческой деформации вокруг ротационной ячейки по кристаллографическим плоскостям, а затем, по превышении порога разрушения, происходит фрагментация материала внутри ячейки.
12. Впервые обнаружены области сдвиговой локализации, в которых при одноосном ударном нагружении создаются условия динамической рекристаллизации и кратковременной.сверхпластичности в •условиях "давление+сдвиг". Области сдвиговой локализации имеют форму дисков и представляют собой материал с субмикрокристалличес-' кой структурой с размером фрагментов 50-130 нм, Метод ударного нагружения, позволяющий получать эти области, может быть предложен в качестве метода упрочнения различных металлов.
13. Выявлен резонансный характер поведения стали 30ХН4М при ■ динамическом нагружении в интервале скоростей 320-336 м/с, При этом немонотонно меняются размер карбидов и зерна,тетрагональность
с< - 'фазы и количество мартенсита, микротвердость и откольная прочность, диаметр ротаций.
14. Показано аномально высокое увел'не^е (на 12 порядков) коэффициента диффузии в стали 30XH4i.I при ударном нагружении в интервале скоростей 200-400 м/с.
15.' При ударном. нагружении сталей обнаружено несколько (до пяти) свехзвуковых фронтов, распространяющихся впереди упругого предвестника. Причиной появления сверхзвуковых фронтов является
мартенситное превращение, инициированное ударным нагружет нием. Показано, что местами зарождения мартенсита в нержавеющей стали I2XI8HIÖT является пересечение дефектов упаковки и двойников. Количество мартенсита уменьшается с измельчением аустенит-ного зерна и увеличивается с увеличением длительности импульса.
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:
1. Атрошенко С.А., Васильев H.H., Мещеряков Ю.И. О локали- . зации процессов динамического деформирования и разрушения металлов// Динамическая прочность и трещиностойкость конструкционных материалов. Киев.-1988.-С.ISS-207.
2. Структура и прочность конструкционных материалов при ударном нагружении /Атрошенко С.А., Диванов А.К., Мещеряков Ю.И., Петров Ю.А.// Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур: Материалы конференции.- Каунас.-1989,-с.71.
36 .
3, Атрошенко С.А., Гладышев С.А., Мещеряков Ю.И. Исследование механизмов смены масштаба структурных уровней разрушения динамически нагружаемых сред // 1У Всесоюзное совещание по детонации. XI. - M..J ОИХ® АН СССР. - 1989. - С.286-292.
4, Атрошенко'С,А,, Волкова Т.Е., Мещеряков Ю.И. Кинетика • . микроструктуры стали 30ХЯ4М в процессе динамического деформиро- . вания // Субструктурное упрочнение металлов: Материалы конференции. - Киев5 1Ш АН СССР, - 1980—С.59-60,
б, Исследование микромеханизмов откольного разрушения вязких высокопрочных сталей о разными режимами термообработки / Атрошен-ко С.А,, Васильков В.Б., Гладышев О,А,, Мещеряков Ю.И,, Черны-шенко А.И. //Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела, Томск,-ISS0.- С.225-234,
6. Возбуждение ротационных механизмов разрушения во встречных волнах разгрузки /Атрошенко O.A., Баличева Т,Б,,. Диванов А,К. Мещеряков Ю.И.// Письма в ШТФ.-1989,-1,15, Д 22,-0*8-11,
7. О локализации деформации и разрушения при отколе /Атрошенко O.A., Бейлина О.Я., Гладышев С.А., Дивакоэ А.К., Мещеря-. нов Ю.И., Петров Ю.А. // ФГВ.-1990,- II 3,-С.65-71,
8. Высокочастотные колебания зерен, инициируемые импульсным нагружением /Атрошенко С.А,, Васильков В,Б,, Мещеряков Ю.И,, Савенков Г.Г., Чернышенно А.И. // ЖГФ.-1990.-Й 3.-СЛ07-112.
.9. Механизмы локализованного разрушения материала, в волнах нагрузки /Атрошенко С.А., Баличева Т.В., Диванов А,К., Мещеряков Ю.И. // Проблемы прочности. - 1990. - Ji 5. - 0.98-105.
10. Мещеряков Ю.И., Савенков Г.Г., Атрошенко С.А, Трещино-стойкость материалов при высокоскоростном ударе // Проблемы прочности. - 1990. -'■;; 12. - C.I9-23. „
11. О механизмах откольного разрушения металлов на мезо- и макроуровнях /Атрошенко O.A., Баличева Т.Е., Котов Г.В., Мещеряков Ю.И. // Ш. - 1991.- Л I. - С,188-196,
12. О пороговом характере смены механизмов динамического деформирования /Атрошенко O.A., Васильков В.'В,, Мещеряков Ю.И. Чернышенко А.И.// Синергетика. Новые технологии получения и свойства металлических материалов. М.: ШВГ им.А,А.Байкова.
. 4.1. - 1991. - С.90-91.
13. Некристаллографические структурные уровни локализации динамического деформирования и разрушения материалов /Мещеряков Ю.И., Атрошенко С.А., Баличева Т.В.,- Диванов А.К., Петров Ю,А, //Препринт 2-V Л.: Л^Л.ЛШ АН СССР.-1989.- 56с.
14. Многоуровневая кинетика деформирования стали 30ХН4М при одноосном ударном нагрукешш /Мещеряков Ю.И., Атрошенко С.А, Васильков В.Б., -Черяышенко А.И. //Препринт Л 51. Л.: ЛФШАШ АН СССР. - ISS0.-46c.
15. Meshsheryakov Xu.I., Divakov А.К., Atroshenko S*Ai Shock induced particle distribution and dynamic localisation and fracture of solids//Advanced Constitutive Lowe for Engineering Materials. Oxford, New-Xork:Pergamon Press.-1988.-P.396-398.
16. Meecheryakov Xu.I,, Atroshenko S.A., Divakov A.K. Role of Shock-induced Particle Distribution in Processes of Dynamic Localization During Back9ide Spalling//Shock Compression of Condensed Matter -1989. Elsevier Sci, Publ. -I990.-P.449-452.
17. Rotational Modes of Plasticity in Shock-Induced Structure-Unstable State of Material/Meshsheryakov Xu.I., Atroshenko S.A., Vasilkov V.B., Chernyshenko A.1,//Materials Science Forum Vols.62-64 1990. Switzerland:Copyright Trans. Tech. Publication.-i99o,
18. Evolution" of the Rotational Modes of Plaa'ticity and Fracture in Dynamic Localization Processes/Meshsheryakov Xu.I., Atroshenko S.A., Balicheva T.V., Divakov A.K., Petrov lu.I.// International-SimpoSium MASHTEC>90 Materials Science for High Technologies. Collected Abstracts, v.2.-Dresden.-1990.
19. Meshsheryakov Xu.I., Atroshenko S.A., Divakov A.K. About Rotational and Translational Modes of Plasticity and Fracture Initiated by Dynamic Loading of Materials//Abstracts of Intern. Conf. on Mechanics, Physics and Structure of Materials "A Celebration of Aristotle's 23 Centuries".Greece. -1990.
20. The Criteria of Transition from Translational to* Rotational Motion of Media under Shock Loading/Meshsheryakov Tu»I., Atroshenko S.A., Vasilkov V.B., Chernyshenko A.I.//Bulletin of
the American Physical Society. Series 2.-I99I.-Vi,36,N6.
21. Atroshenko S.A., bleshcheryakov Xu.I. Initiation of .the rotational and translational modes of plasticity and fracture in a shock loaded ductile steel//Proceedings of the first Sino-Soviet Symposium on astronautical science and technology. China, Harbin.-1991.-P.239-243
38 .
22. Criteria of Transition from Transi ational to. Rotational Motion of Media under Shock Loading/ Meshcheryakov Yu.I., Atroshenko S.A., Vasilkov V,B,, Ohsrnyshenko A.I.//Shock Compression of Condensed Matter 1991. Elsevier Sci. Publ.-1992,-P.407-410.
23. Атрошенно С.А., Гладышев С.А., Мещеряков Ю.И, Влияние динамического деформирования на кинетику микроструктуры стали 30ХН4Й // Металлофизика. - 1592. - Г14, 11 I. - 0,22-27.
24. Фазовые превращения в нержавеющей стали при ударном нагружении / Атрошенко С.А., Барахтян Б,К., Васильков В.Б., Мещеряков Ю.И. // Физика прочности и пластичности металлов и сплавов, Самара. - ISS2.
25. Атрошенно С.А., ¡Лещеряков Ю.И. Аномальная сдвиговая локализация, инициируемая ударным нагруженнем //Письма б 'мТФ,-IS92. - TI8, К 14. - С.64-87.
26. Мещеряков Ю.Л., Атрошенно С.А, Динамические ротации в кристаллах // Известия вузов. Физика. - IS92. -il4. - С.105-123.
27. Shock-induced shear bands and microrotations in sollds/Atroshenko S.A., Vaailkov V.B.,Divakov A.K., Meshcheryakov YuЛ.//Euromech-291- macro- and micromec.hanical aspects ofi fracture. St.Petersburg.-1992.
23. Meshcheryakov Yu.I., Atroshenko S.A. Multiscale rotations in dynamically deformed sali-ds//Int. J. Solids Structures.-1992. ...y,29.H22, -P.2761-2778..
29, Визуализация'динамической ротационной пластичности жидкими кристаллами/ Атрошейко С.A4 Жигачева Н.И., Мещеряков Ю.И,, Тошлин М.Г.// Проблемы динамики и прочности электро- и энерго-машн. С.Петербург.-1993.-С.79. '
30, 'Tomilin M.G., Atroshenko S.A., Meshcheryakov Yu.I.
■ I
The application of liquid crystals in visualizing the dynamically induced structure deformation modes in the optical materials//Book of abstracts annual symposium on optical materials for high power lasers. Colorado.-1993.
31, Tomilin M.O.j Atroshenko S.A., ltéshcheryakov Yu.I.,
LG Vision: the dynamically induced structure deformation modes in the metalg//'Book of abstracts Y Int. Topical Meeting on OPTICS OF LIQUID CRYSTALS. Hungary.-1993,-P.69-70»
32. Динамически инициированные фазовые превращения в стали /Мещеряков Ю,И,, Кащенко ¡Л.Ц,, Васильков В.Б,, Атрощенко С.А._// Функционально-механические свойства материалов и их компьютерное конструирование. Псков, - 1393. - С,272-275.
33. Атрошенко С,А,, Мещеряков Ю.И, Области нанокристалличес-кой структуры, инициированные ударным нагружением //Функшональ-Но-механические свойства материалов и их компьютерное конструирование. Псков, - 1993. - 0,287-290,
34. О визуализации процессов структурной перестройки металлов с помощью жидких кристаллов /Атрошенко С,А., Жигачена Н.И., Мещеряков Ю.И,, Томилин М.Г. // функционально-механические свойства материалов и их компьютерное конструирование, Псков.. - 1993. С.305-308.
35. Атрошенко О,А., Мещеряков Ю.И,, Томилин М.Г. Способ визуа лизации структурных изменений в металлах, инициированных деформацией // Вестник Ноу-Хау. - I9S3, - i* 5, вып.7. С.9-10.
36. 0 сверхзвуковом распространении фронтов мартенситных' превращений, инициированных ударным нагружением /мещеряков Ю.И., Кащенко ¡«1.П,, Васильков В.Б,, Атрошенко С.А. //Письма в ЕГФ. - .
. 1993.' - Т.19, Л 2. - 0,76-79,
37.Me5cheryakov Tu.I., Vaeilkov V.B., Atroshenko S.A. About Rotational and Tranalational Modes of Plasticity and Fracture, Initiated by Dynamic Loading of Material3//J. of Mechanical behavior of materials.-1993.-V.4.N3.-P.255-266.
38. 0 динамической рекристаллизации в полосах локализованного сдвига, инициированных ударным нагружением // Ша. - 1993. Т.75, К- 4.- С,136-150,
39. Выявление структурных мод деформации нематик ами/Атрошенко С.А., Жигачева Н.И., Мещеряков Ю.И., Томилин М.Г. //Письма
в Ш. - 1993, - TI9, £ 10. - С.31-35,
40. Зарождение мартенсита в стали при ударном нагружении / Атрошенко С,А., Барахтин Б.К., Вергазов А.Н., Мещеряков Ю.И. // 4 ФИЗМЕГ'94. Измерение быстропротекающих процессов в конденсированных средах. С.Петербург.-199ч. - С.46-49.
41. Атрошенко G.A., Жигачева Н.И., Мещеряков Ю.И. Возникновение областей сдвиговой локализации в металлах при ударном нагружении // ФЙЗМЕГ•94. Измерение бнстропротекакщих процессов в конденсированных средах. С.Петербург. - 1994. - С.50-53.
40
About shook induced shear localization areas in metals/ Atroshenkp S.A., Mescheryakov Yu.J., Nesterova E.V., Rybin V.V.// . Shock waves in condensed matter. St.Petersburg.-1994.
tyJt_AboUl< nuoleation of marteneite in shock waves/ Atraahenko S.A., Barahtiq 0.K., Vergaaov A.N,, Zhigacheiva N.I.// Shock wavee in condensed matter, St.Petersburg,-1994.
44t" Kinetioa of microstructure in the shock loaded media/ 'Meeoheryakov Tu«I», Pivakov A,K. Atroshenko S.A., Barahtin B.K.// Shock waves in condensed matter. St,Petersburg,-199^,
45, Микроме хани змы динамического разрушения вязкой высокопрочной стали Мещеряков Ю.И,, Васильков В,Б., Чернышенко А,И,, Атрошенко G.A»// Проблемы прочности. - 1994, - К X. - G.3I-4I.
46, Атрошенко G.A., Мещеряков Ю,И., Томилин М.Г. Применение нвматических жидких кристаллов для визуализации динамически . инициируемых мод деформаций в меди*// Оптический журнал, -1994.-
№7. - 0*65-68.
