Экспериментальное прогнозирование разрушения свинца под действием растягивающей нагрузки с использованием метода сканирующей контактной потенциометрии

А.А. Абу Газал ORCID logo , Ю.Н. Хусейн, В.И. Сурин, С.А. Альхдур, Г.Х. Аль-Малкави показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 17 апреля 2021; Исправлена: 12 мая 2021; Принята: 24 мая 2021
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: А.А. Абу Газал , Ю.Н. Хусейн , В.И. Сурин , С.А. Альхдур , Г.Х. Аль-Малкави. Экспериментальное прогнозирование разрушения свинца под действием растягивающей нагрузки с использованием метода сканирующей контактной потенциометрии. Письма о материалах. 2021. Т.11. №3. С.249-253
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-3-249-253

Аннотация

Prediction exactly of the failure zone in Lead rupture within the same non-homogeneous zone  previously detected exactly using Scanning Contact Potentiometry technique,which was done in the elastic mode before conducting the tensile test.Проблема точного заблаговременного выявления структурных неоднородностей металлов является одним из основных факторов повышения эффективности производства и безопасности в процессе эксплуатации. В данной статье продемонстрировано обычное испытание на одноосное растяжение, которое проводится на этапах диффузного и локализованного образования шейки гантелевидного образца свинца. Для определения зоны разрыва использовался метод сканирующей контактной потенциометрии (СКП). Инфракрасное излучение использовалось для нагрева образца до 40°C с целью возникновения структурных неоднородностей в объеме исследуемого образца. Было обнаружено, что инфракрасное излучение увеличивает площадь прогнозируемой зоны неоднородности. Пластичный разрыв происходит в той же зоне неоднородности, которая ранее была точно идентифицирована методом сканирующей контактной потенциометрии. Наблюдалось, что образовавшаяся диффузная шейка начинается справа, где разрыв распространяется по диагонали, под углом 70° между осью растяжения и плоскостью разрыва. Однако угол между осью растяжения и гексагональной сингулярной плоскостью рефлекса составлял 69°, что немного отличалось от угла разрыва. Оба результата по углам разрыва при испытании на растяжение и СКП относительно совпадают и отличаются от теоретических расчетов. Результаты, показанные в этой работе, подчеркивают важность и эффективность экспериментального метода СКП в прогнозировании поведения материала при разрушении.

Ссылки (24)

1. S. A. Rackley. 23 - Carbon dioxide transportation, Carbon Capture and Storage (2nd Edition). Butterworth-Heinemann (2017) pp. 595 - 611. Crossref
2. P. R. Lewis. Chapter 2 - Sample Examination and Analysis. In: Woodhead Publishing in Materials, Forensic Polymer Engineering (2nd Edition). Woodhead Publishing (2016) pp. 33 - 69. Crossref
3. H. Li, M. Fu. Chapter 3 - Damage Evolution and Ductile Fracture. In: Deformation-Based Processing of Materials. Elsevier (2019) pp. 85 -136. Crossref
4. F. P. E. Dunne. International Journal of Plasticity. 14 (4 - 5), 413 (1998). Crossref
5. V. T. Pham, T. H. Fang. Sci Rep. 10, 15082 (2020). Crossref
6. F. O. Neves, T. L. L. Oliviera, D. U. Braga, A. S. Chaves da Silva. Advances in Materials Science and Engineering. 2014, 658679 (2014). Crossref
7. A. A. Abu Ghazal, P. S. Dzhumaev, A. V. Osintsev, V. I. Polsky, V. I. Surin. Lett. Mater. 9(1), 33 (2019). (in Russian) [А. А. Абу Газал, П. С. Джумаев, А. В. Осинцев, В. И. Польский, В. И. Сурин. Письма о материалах. 9(1), 33 (2019). Crossref
8. V. I. Surin, A. I. Alwaheba, V. G. Beketov, A. A. Abu Gazal. J. Phys.: Conf. Ser. 1636, 012017 (2020). Crossref
9. J. F. Bell. Propagation of plastic waves in pre-stressed bars. Technical Report No. 5, U. S. Naval Contract. The Johns Hopkins University. June 1951.
10. E. J. Sternglass, D. A. Stuart. J. Appl. Mech. 20 (3), 427 (1953). Crossref
11. V. E. Panin, V. S. Pleshanov, S. A. Kobzeva, S. P. Burkova. Theor. Appl. Fract. Mech. 29 (2), 99 (1998). Crossref
12. L. B. Zuev, V. I. Danilov. Phys. Solid State. 39, 1241 (1997). Crossref
13. A. A. Abu Ghazal, V. I. Surin, G. D. Bokuchava, I. V. Papushkin. International conference Condensed Matter Research at the IBR-2. Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia (2020) p. 115. Crossref
14. A. A. Abu Ghazal, V. I. Surin, G. D. Bokuchava, I. V. Papushkin. Journal automation in industry. 3, 61 (2019). (in Russian) [А.А. Абу Газал, Г.Д. Бокучава, И.В. Папушкин, В.И. Сурин. Автоматизация в промышленности. 3, 61 (2019).]. Crossref
15. A. A. Abu Ghazal, G. D. Bokuchava, I. V. Papushkin, V. I. Surin, E. A. Shef. XIII International Youth Scientific and Practical Conference “future of atomic energy - AtomFuture 2017”, KnE Engineering. Obninsk, Kaluga region, Russia (2017) p. 109. Crossref
16. V. I. Surin, V. I. Polskij, A. V. Osintsev, P. S. Dzhumaev. Russ J Nondestruct Test. 55, 59 (2019). Crossref
17. K. Kikuchi. 5.09 - Material Performance in Lead and Lead-bismuth Alloy (ed. by Rudy J. M. Konings). In: Comprehensive Nuclear Materials. Elsevier (2012) pp. 207 - 219. Crossref
18. J. F. Smith. Lead Alloys: Alloying, Properties, and Applications. Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Elsevier (2001) pp. 4434 - 4438. Crossref
19. H. Huang, L. Xue. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 86 (5), 319 (2009). Crossref
20. Y. M. Haddad. Elastic Wave Propagation. In: Mechanical Behaviour of Engineering Materials. Springer, Dordrecht (2000) p. 82. Crossref
21. F. Gramazio, M. Kohler, S. Langenberg. Fabricate 2014: negotiating design and making. UCL Press, Architecture (2017) p. 168.
22. D. F. McFarland. A Preliminary Study of the Alloys of Chromium, Copper, and Nickel. Forgotten Books (2012) p. 70.
23. C. Li, E. Daxin, N. Yi. Journal of Materials Research, 31 (24), 3991 (2016). Crossref
24. Stress Concentration at Notches. In: Fatigue of Structures and Materials (ed. by J. Schijve). Springer, Dordrecht (2009) pp. 59 - 88. Crossref

Финансирование

1. the Russian Foundation for Basic Research (RFBR) - grant number 19-08-00266/20, 25.03.2020