Диаграмма предельной пластичности алюминий-графенового металломатричного композита с содержанием графена 1 мас.% при температуре 300 °С

Д.И. Вичужанин, Л.А. Елшина, Р.В. Мурадымов, А.В. Нестеренко
Получена: 15 декабря 2017; Исправлена: 26 февраля 2018; Принята: 02 марта 2018
Цитирование: Д.И. Вичужанин, Л.А. Елшина, Р.В. Мурадымов, А.В. Нестеренко. Диаграмма предельной пластичности алюминий-графенового металломатричного композита с содержанием графена 1 мас.% при температуре 300 °С. Письма о материалах. 2018. Т.8. №2. С.184-189
BibTex   DOI: 10.22226/2410-3535-2018-2-184-189

Аннотация на русском языке

Диаграмма пластичности алюминий – графенового металломатричного композита с содержанием графена 1 мас.% при температуре 300 °С в сравнении с диаграммой предельной пластичности технически чистого алюминияНа основе результатов экспериментов получена диаграмма предельной пластичности алюминий – графенового металломатричного композита с содержанием графена 1 мас.% при температуре 300 °С. Диаграмма предельной пластичности устанавливает функциональную связь между величиной предельной пластичности и характеристиками напряженного состояния. Для исследования предельной пластичности использовали следующие виды испытаний: растяжение гладких цилиндрических образцов и образцов с концентраторами напряжений (кольцевой выточкой на боковой поверхности), растяжение образцов типа «колокольчик», выдавливание донышка толстостенного стаканчика с подпором и без подпора. Для оценки напряженно-деформированного состояния образцов в месте разрушения выполнено математическое моделирование испытаний методом конечных элементов. Диаграмма позволяет оценивать предельную пластичность алюминий – графенового металломатричного композита в зависимости от коэффициента напряженного состояния k и коэффициента Лоде – Надаи μσ. Диаграмма предельной пластичности может быть использована в интервале значений k (−0,08…1,39) и во всем интервале возможных значений μσ. Установлено, что исследованный композит обладает значительной пластичностью. В условиях осесимметричной деформации при μσ = −1 степень деформации до разрушения алюминий – графенового композита, по крайней мере, в 2,6 раза выше, чем у технически чистого алюминия, а в условиях плоского напряженного состояния (при μσ = 0) это превышение составляет, по крайней мере, 2,2 раза. В условиях осесимметричной деформации при μσ = +1 степень деформации до разрушения алюминий – графенового композита и технически чистого алюминия примерно одинакова в условиях растягивающих напряжений (при k = +1). По мере смягчения напряженного состояния пластичность композита возрастает и становится выше, чем у технически чистого алюминия. Полученная диаграмма может быть использована для оценки накопленной поврежденности в процессе пластического формоизменения исследованного алюминий – графенового металломатричного композита.

Ссылки (21)

1.
D. Hashiguchi, D. Tricker, A. Tarrant, J. Campbell, C. Pokross. Metal Powder Report. 7, 252 (2017). DOI: 10.1016/j.mprp.2016.01.074
2.
V. Bharath, M. Nagaral, V. Auradi, S. A. Kori. Procedia Materials Science. 6, 1658 (2014). DOI: 10.1016/j.mspro.2014.07.151
3.
Z. Tan, Z. Li, G. Fan, X. Kai, G. Ji, L. Zhang, D. Zhang. Diamond Relat. Mater. 31, 1 (2013). DOI: 10.1016/j.diamond.2012.10.008
4.
N. Behm, H. Yang, J. Shen, K. Ma, L. J. Kecskes, E. J. Lavernia, J. M. Schoenung, Q. Wei. Mater. Sci. Eng. A. 650, 305 (2016). DOI: 10.1016/j.msea.2015.10.064
5.
M. Cabeza, I. Feijoo, P. Merino, G. Pena, M. C. Perez, S. Cruz, P. Rey. Powder Technol. 321, 31 (2017). DOI: 10.1016/j.powtec.2017.07.089
6.
R. Rajeshkumar, V. Ubhayabanu, A. Srinivasan, K. R. Ravi. J. Alloys Compd. 726, 358 (2017). DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.07.280
7.
A. A. Najimi, H. R. Shahverdi. Mater. Charact. 133, 44 (2017). DOI: 10.1016/j.matchar.2017.09.028
8.
B. Chen, J. Shen, X. Ye, L. Jia, S. Li, J. Umeda, M. Takahashi, K. Kondoh. Acta Mater. 140, 317 (2017). DOI: 10.1016/j.actamat.2017.08.048
9.
X. Gao, H. Yue, E. Guo, H. Zhang, X. Lin, L. Yao, B. Wang. Mater. Des. 94, 54 (2016). DOI: 10.1016/j.matdes.2016.01.034
10.
A. F. Boostani, S. Yazdani, R. T. Mousavian, S. Tahamtan, R. A. Khosroshahi, D. Wei, D. Brabazon, J. Z. Xu, X. M. Zhang, Z. Y. Jiang. Mater. Des. 88, 983 (2015). DOI: 10.1016/j.matdes.2015.09.063
11.
S. N. Alam, L. Kumar. Mater. Sci. Eng. A. 667, 16 (2016). DOI: 10.1016/j.msea.2016.04.054
12.
L. A. Yolshina, R. V. Muradymov, I. V. Korsun, G. A. Yakovlev, S. V. Smirnov. J. Alloys Compd. 663, 449 (2016). DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.12.084
13.
S. M. Choi, H. Awaji. Sci. Technol. Adv. Mater. 6, 2 (2005). DOI: 10.1016/j.stam.2004.07.001
14.
S. V. Smirnov, D. I. Vichuzhanin A. V. Nesterenko. PNRPU Mechanics Bulletin. 3, 146 (2015). (in Russian) [С. В. Смирнов, Д. И. Вичужанин, А. В. Нестеренко. Вестник ПНИПУ. Механика. 3, 146 (2015).] DOI: 10.15593/perm.mech/2015.3.11
15.
S. Smirnov, D. Vichuzhanin, A. Nesterenko, A. Smirnov, N. Pugacheva, A. Konovalov. Int. J. Mater. Form. 10, 831 (2016). DOI: 10.1007/s12289‑016‑1323‑6
16.
V. L. Kolmogorov. Stresses, strains, destruction. Moscow, Metallurgiia (1970) 229 p. (in Russian) [В. Л. Колмогоров. Напряжения, деформации, разрушение. Москва, Металлургия (1970) 229 с.]
17.
P. G. Miklyaev. Mechanical properties of light alloys at temperatures and rates of metal forming: ref. ed. Moscow, Metallurgiia (1994) 228 p. (in Russian) [П. Г. Микляев Механические свойства легких сплавов при температурах и скоростях обработки давлением: Справ. Изд. Москва, Металлургия (1994) 228 с.]
18.
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.]
19.
R. Hooke, T. A. Jeeves. JACM. 8, 212 (1961). DOI: 10.1145/321062.321069
20.
S. V. Smirnov, D. I. Vichuzhanin, A. V. Nesterenko, A. S. Igumnov. AIP Conf. Proc. 1785, 040067 (2016). DOI: 10.1063/1.4967124
21.
W. Yang, G. Chen, J. Qiao, S. Liu, R. Xiao, R. Dong, M. Hussain, G. Wu. Mater. Sci. Eng. A. 700, 351 (2017). DOI: 10.1016/j.msea.2017.06.027