Экспериментальное исследование процесса разрушения стали ЭИ847 методами структурного анализа

Методами структурного анализа и сканирующей контактной потенциометрии (СКП) исследовано разрушение стали ЭИ847 при растяжении. Построены поверхностные потенциограммы в режиме реального времени, по изменению которых отслеживали рост зародыша трещины от момента ее появления до стадии формирования чашечного излома. Зародыш микроскопической трещины на потенциограмме впервые был обнаружен в конце предпоследнего цикла испытаний при нагрузке 525 МПа в области предела текучести и затем устойчиво воспроизводился на потенциограммах при последующих испытаниях вплоть до момента разрушения. Наиболее заметные изменения параметров динамической волнистости и шероховатости происходили в моменты резкого роста трещины. С применением результатов СКП идентифицированы три основные стадии развития трещины. На первой, при нагрузках, соответствующих условному пределу текучести, зародыш образовывался в области действия максимальных касательных напряжений. Эта область локализации возникает как результат макроскопической потери устойчивости в результате накапливания системой механической энергии, приводящей к росту масштабов флуктуаций пластической деформации. Вторая стадия, прогрессирующего роста зародышевой трещины наиболее продолжительная по времени, длилась с момента обнаружения зародыша и до разрушения образца. Амплитуда электрических потенциалов в центральной части образца росла с увеличением интенсивности прикладываемой нагрузки и связана с усилением неоднородности поля внутренних напряжений вокруг зародыша, а также ускоряющегося во времени процесса ползучести и роста пластической деформации в этой области. На стадии предразрушения в упрочненном поверхностном слое образуется макрогофр в виде стоячей деформационной волны вдоль линии излома. Под микроскопом видны также полосы сдвиговой деформации на поверхности образца.