Диаграмма предельной пластичности металломатричного композита В95/SiC с содержанием частиц SiC 10 об.% при околосолидусной температуре

Д.И. Вичужанин, С.В. Смирнов, А.В. Нестеренко, А.С. Игумнов

Аннотация на русском языке

Диаграмма предельной пластичности металломатричного композита В95/SiC с содержанием частиц SiC 10 об.%.На основании результатов экспериментов получена диаграмма предельной пластичности металломатричного композита В95/SiC с содержанием частиц SiC 10 об.% при околосолидусной температуре, которая устанавливает функциональную связь между величиной предельной пластичности и характеристиками напряженного состояния. Для исследований предельной пластичности композита использовали такие виды испытаний, при которых образец деформируется в условиях преобладающих сжимающих напряжений: сжатие цилиндрических образцов, сжатие образцов типа «колокольчик», выдавливание с подпором донышка толстостенного стаканчика с утонением на донышке, кручение цилиндрических образцов. Для оценки напряженно – деформированного состояния образцов в месте разрушения выполнено математическое моделирование испытаний методом конечных элементов. В качестве материала деформируемых образцов принималась изотропная упруго – пластическая модель деформационного упрочнения. Материал деформирующего инструмента рассматривался как абсолютно жесткое тело. Так как расчеты выполнены в предположении осесимметричного деформированного состояния в очаге деформации, то моделировалась только половина сечения образца. Диаграмма позволяет оценивать предельную пластичность композита в зависимости от коэффициента напряженного состояния k и коэффициента Лоде – Надаи μσ. Коэффициент k характеризует относительный уровень нормальных напряжений, а коэффициент μσ - вид напряженного состояния. Совокупность коэффициентов k и μσ однозначно характеризует напряженное состояние при пластической деформации. Область использования диаграммы ограничена интервалами изменений –1,2 < k < 0,4 и 0 < μσ < +1. Полученная диаграмма предельной пластичности в дальнейшем может быть использована для оценки накопленной в процессе пластического формоизменения поврежденности композита, которая в свою очередь может быть использована для оптимизации технологического процесса получения заготовок деталей конструкционного назначения.

Ссылки (23)

1.
A. A. El-Daly, M. Abdelhameed, M. Hashish, W. M. Daoush. Mat. Sci. Eng, A. 559, 384 – 393 (2013), DOI: 10.1016/j.msea.2012.08.114
2.
H. Yang, T. D. Topping, K. Wehage, L. Jiang, E. J. Lavemia, J. M. Schoenung. Mat. Sci. Eng, A. 616, 35 – 43 (2014), DOI: 10.1016/j.msea.2014.07.079
3.
A. Lekatou, A. E. Karantzalis, A. Evangelou, V. Gousia, G. Kaptay, Z. Gacsi, P. Baumli, A. Simon. Mat. Des. 65, 1121 – 1135 (2015), DOI: 10.1016/j.matdes.2014.08.040
4.
H. Kurita, T. Miyazaki, A. Kawasaki, Y. Lu, J-F. Silvain. Composites Part A. 73, 125 – 131 (2015), DOI: 10.1016/j.compositesa.2015.03.013
5.
I. Alfonso, O. Navarro, O. Navarro, j. Vargas, A. Beltran, C. Aguilar, G. Gonzalez, I. A. Figueroa. Compos. Struct. 127, 420 – 425 (2015), DOI: 10.1016/j.compstruct.2015.03.032
6.
R. Perez-Bustamante, D. Bolanos-Morales, J. Bonilla-Martinez, I. Estrada-Guel, R. Martinez-Sanchez. J. Alloys Compd. 615, 578 – 582 (2014), DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.01.225
7.
M. Rosso. J. Mater. Process. Technol. 175 (1), 364 – 365 (2006), DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2005.04.038
8.
J. Wozniak, B. Adamczyk-Cieslak, M. Kostecki, K. Broniszewski, W. Bochniak, A. Olszyna. Composites Part B. 77, 100 – 104 (2015), DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.03.018
9.
S. N. Alhajeri, K. J. Al-Fadhalah, A. I. Almazrouee, T. G. Langdon. Mater. Charact. 118, 270 – 278 (2016), DOI: 10.1016/j.matchar.2016.06.003
10.
M. R. P. Fernandes, A. E. Martinelli, A. N. Klein, G. Hammes, C. Binder, R. M. Nascimento. Powder Technol. 305, 673 – 678 (2017), DOI: 10.1016/j.powtec.2016.10.053
11.
Q. Hu, H. Zhao, F. Li. Mater. Sci. Eng., A. 680, 270 – 277 (2017), DOI: 10.1016/j.msea.2016.10.090
12.
J. Jiang, Y. Wang. Mater. Des. 79, 32 – 41 (2015), DOI: 10.1016/j.matdes.2015.04.040
13.
M. S. Arab, N. E. Mahallawy, F. Shahata, M. A. Agwa. Mater. Des. 64, 280 – 286 (2014), DOI: 10.1016/j.matdes.2014.07.045
14.
V. L. Kolmogorov. Stresses, strains, destruction. Moscow, Metallurgiia. (1970) 229 p. (in Russian) [В. Л. Колмогоров. Напряжения, деформации, разрушение. Москва, Металлургия. 1970. 229 с]
15.
A. A. Bogatov, O. I. Mizhiritskii, S. V. Smirnov. Resource of metal plasticity under metal forming. Moscow, Metallurgiia. (1984) 144 p. (in Russian) [А. А. Богатов, О. И. Мижирицкий, С. В. Смирнов. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. Москва, Металлургия. 1984. 144 с]
16.
S. V. Smirnov, D. I. Vichuzhanin A. V. Nesterenko. PNRPU Mechanics Bulletin. 3 (2015). (in Russian) [С. В. Смирнов, Д. И. Вичужанин, А. В. Нестеренко. Вестник ПНИПУ. Механика. 3 (2015).]
17.
S. Smirnov, D. Vichuzhanin, A. Nesterenko, A. Smirnov, N. Pugacheva, A. Konovalov. Int. J. Mater. Form. (2016) (in press), DOI: 10.1007/s12289‑016‑1323‑6
18.
R. Rahmani Fard,.F. Akhlaghi. J. Mater. Process. Technol. 187 – 188, 433 – 436 (2007) DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2006.11.077
19.
H. Iwasaki,M. Takeuchi, T. Mori, M. Mabuchi, K. Higashi. Scripta Metall. Mater. 31 (3), 255 – 260 (1994) DOI: 10.1016/0956-716X(94)90279-8
20.
M. Mabuchi, K. Higashi, T. G. Langdon. Acta Metall. Mater. 42 (5), 1739 – 1745 (1994). DOI: 10.1016/0956-7151(94)90384-0
21.
N. B. Pugacheva, N. S. Michurov, E. I. Senaeva, T. M. Bykova. Phys Met Metallography. 117 (11), 1188 – 1195 (2016). DOI: 10.1134/S0031918X16110119
22.
A.P. Grudev, Yu.V. Zilberg, V.T. Tilik. Friction and lubricants in metal forming. Moscow, Metallurgiia. (1982) 312 p. (in Russian) [А.П. Грудев, Ю.В. Зильберг, В.Т. Тилик. Трение и смазки при обработке металлов давлением. Москва, Металлургия. 1982. 312 с]
23.
R. Hooke, T.A. Jeeves. JACM. 8, 212-229 (1961), DOI: 10.1145/321062.321069