Влияние энергии дефекта упаковки на акустическую эмиссию в чистых металлах с гранецентрированной кристаллической решеткой

А.В. Данюк, Д.Л. Мерсон, И.С. Ясников, Э.А. Аглетдинов, М.А. Афанасьев, А.Ю. Виноградов показать трудоустройства и электронную почту
Получена 12 октября 2017; Принята 27 октября 2017;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: А.В. Данюк, Д.Л. Мерсон, И.С. Ясников, Э.А. Аглетдинов, М.А. Афанасьев, А.Ю. Виноградов. Влияние энергии дефекта упаковки на акустическую эмиссию в чистых металлах с гранецентрированной кристаллической решеткой. Письма о материалах. 2017. Т.7. №4. С.437-441
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-4-437-441

Аннотация

Роль микроструктурных факторов в явлении акустической эмиссии в деформируемых материалах до сих пор исследована недостаточно. С целью прояснения влияния энергии дефекта упаковки на сигнал акустической эмиссии в работе проведен сравнительный анализ временных параметров акустической эмиссии при растяжении образцов из чистых металлов с гранецентрированной кристаллической решеткой: алюминий, медь, серебро и никель, имеющих сильно отличающуюся энергию дефекта упаковки. Процедура подготовки материалов была нацелена на получение схожего состояния микроструктуры, а процедура нагружения и регистрации параметров акустической эмиссии была идентична, что позволило их сравнивать не только качественно, но и количественно. Регистрация сигнала акустической эмиссии проводилась в широком диапазоне частот с применением непрерывной записи в цифровом виде, что позволяет отказаться от пороговых дискриминаторов и анализировать непрерывный сигнал акустической эмиссии, генерируемый при деформации, происходящей по дислокационному механизму. В качестве параметров оценки сигнала акустической эмиссии были выбраны: амплитуда и мощность сигнала. Показано, что закономерности изменения энергетических параметров акустической эмиссии отражают процессы эволюции дислокационных ансамблей и демонстрируют для одинаковую стадийность в процессе деформации всех исследуемых металлов, однако абсолютные значения параметров акустической эмиссии для них существенно отличаются. Согласно полученным экспериментальным данным значения амплитудно-энергетических параметров сигнала акустической эмиссии с уменьшением энергии дефекта упаковки растут, а не снижаются, как считалось ранее, что объясняется увеличением скорости частичных дислокаций с ростом ширины дефектов упаковки.Роль микроструктурных факторов в явлении акустической эмиссии в деформируемых материалах до сих пор исследована недостаточно. С целью прояснения влияния энергии дефекта упаковки на сигнал акустической эмиссии в работе проведен сравнительный анализ временных параметров акустической эмиссии при растяжении образцов из чистых металлов с гранецентрированной кристаллической решеткой: алюминий, медь, серебро и никель, имеющих сильно отличающуюся энергию дефекта упаковки. Процедура подготовки материалов была нацелена на получение схожего состояния микроструктуры, а процедура нагружения и регистрации параметров акустической эмиссии была идентична, что позволило их сравнивать не только качественно, но и количественно. Регистрация сигнала акустической эмиссии проводилась в широком диапазоне частот с применением непрерывной записи в цифровом виде, что позволяет отказаться от пороговых дискриминаторов и анализировать непрерывный сигнал акустической эмиссии, генерируемый при деформации, происходящей по дислокационному механизму. В качестве параметров оценки сигнала акустической эмиссии были выбраны: амплитуда и мощность сигнала. Показано, что закономерности изменения энергетических параметров акустической эмиссии отражают процессы эволюции дислокационных ансамблей и демонстрируют для одинаковую стадийность в процессе деформации всех исследуемых металлов, однако абсолютные значения параметров акустической эмиссии для них существенно отличаются. Согласно полученным экспериментальным данным значения амплитудно-энергетических параметров сигнала акустической эмиссии с уменьшением энергии дефекта упаковки растут, а не снижаются, как считалось ранее, что объясняется увеличением скорости частичных дислокаций с ростом ширины дефектов упаковки.

Ссылки (29)

1. C. Scruby, H. Wadley, J. E. Sinclair, Philosophical Magazine A 44 (2) (1981) 249 - 274.
2. J. Baram, M. Rosen, Materials Science and Engineering 47 (3) (1981) 243 - 246.
3. Z. I. Bibik, Fizika Metallov I Metallovedenie 63 (4) (1987) 811 - 815.
4. Z. I. Bibik, Fizika Metallov I Metallovedenie 59 (4) (1985) 822 - 826.
5. M. A. Krishtal, D. L. Merson, A. V. Katsman, M. A. Vyboyschchik, Phys Met Metallogr+ 66 (3) (1988) 169 - 175.
6. F. P. Higgens, S. H. Carpenter, Acta Metallurgica 26 (1) (1978) 133 - 139.
7. V. A. Strizhalo, M. V. Kalashnik, S. I. Likhatskii, I. N. Ponomarenko, V. I. Belogurova, Strength of Materials 15 (11) (1983) 1528 - 1531.
8. A. Lazarev, A. Vinogradov, J. of Acoustic Emission 27 (2009) 144 - 156.
9. P. Dobroň, J. Bohlen, F. Chmelík, P. Lukáč, D. Letzig, K. U. Kainer, Materials Science and Engineering A 462 (1-2) (2007) 307 - 310.
10. M. Friesel, S. Carpenter, Metall and Mat Trans A 15 (10) (1984) 1849 - 1853.
11. J. Dosoudil, Z. Trojanova, P. Lukac, F. Chmelik, Plasticity of Metals and Alloys - ISPMA 6 (1994) 401 - 406.
12. A. Vinogradov, I. S. Yasnikov, Y. Estrin, Journal of Applied Physics 115 (23) (2014) 233506.
13. G. Gottstein, Physical foundations of materials science, Springer, Berlin; New York, 2004.
14. J. Friedel, Dislocations, 1st English ed., Pergamon Press, Oxford, New York, 1964.
15. H. Hatano, Journal of Applied Physics 48 (10) (1977) 4397 - 4399.
16. S. Y. S. Hsu, K. Ono, H. Hatano, Materials Science and Engineering 38 (2) (1979) 187 - 191.
17. C. R. Heiple, S. H. Carpenter, J. Acoustic Emission 6 (3) (1987) 177 - 237.
18. M. A. Krishtal, D. L. Merson, M. A. Vyboishchik, Russ Metall Met (6) (1987) 86 - 88.
19. U. F. Kocks, H. Mecking, Progress in Materials Science 48 (3) (2003) 171 - 273.
20. A. Vinogradov, D. L. Merson, V. Patlan, S. Hashimoto, Materials Science and Engineering A 341 (1-2) (2003) 57 - 73.
21. A. Vinogradov, M. Nadtochiy, S. Hashimoto, S. Miura, Materials Transactions JIM 36 (4) (1995) 496 - 503.
22. A. Vinogradov, I. S. Yasnikov, Acta Materialia 70 (2014) 8 - 18.
23. L. E. Murr, Interfacial Phenomena in Metals and Alloys, Addison-Wesley, London, UK, 1975.
24. J. A. Venables, J. of Physics and Chemistry of Solids 25 (7) (1964) 685 - 692.
25. M. Ahlers, Metallurgical Transactions 1 (9) (1970) 2415 - 2428.
26. J. Christopher, B. K. Choudhary, Phil. Mag. 94 (26) (2014) 2992 - 3016.
27. A. Rohatgi, K. S. Vecchio, Materials Science and Engineering: A 328 (1) (2002) 256 - 266.
28. H. Parvin, M. Kazeminezhad, Comp. Mater. Science 95 (Suppl. C) (2014) 250 - 255.
29. S. M. Copley, B. H. Kear, Acta Metallurgica 16 (2) (1968) 227-231.

Цитирования (2)

1.
A. Vinogradov, I.S. Yasnikov, D.L. Merson. Scripta Materialia. 170, 172 (2019). Crossref
2.
A. Sendrowicz, A.O. Myhre, A.V. Danyuk, A. Vinogradov. Materials Science and Engineering: A. 856, 143969 (2022). Crossref

Другие статьи на эту тему