ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНЫХ СРЕД И ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УСТАЛОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕКЛА

  • Дмитрий Юрьевич Федотов Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
  • Виктор Александрович Федоров Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
  • Алексей Владимирович Яковлев Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
  • Татьяна Николаевна Плужникова Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
  • Арсений Дмитриевич Березнер Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
Ключевые слова: аморфные металлические сплавы, усталость, электроимпульсное воздействие, агрессивные среды

Аннотация

Проведены усталостные испытания на растяжение ленточных образцов металлического стекла нагрузкой, изменяющейся во времени от некоторого максимального значения до минимального, в знакопостоянном цикле с частотой 2 Гц. В конструкции установки предусмотрено 5 комплектов упругих элементов с различными коэффициентами жесткости. Для упругих элементов построены тарировочные графики, по которым через величину перемещения определяли напряжение в образце. Установлены характерные особенности развития усталостных трещин образцов аморфных сплавов на основе кобальта и нанокристаллического сплава на основе железа. Выявлена область зарождения усталостной трещины, ее роста и зона долома. Установлено, что в области зарождения трещины имеет место вязкое разрушение с образованием плотнорасположенных микроутяжек, в зоне роста усталостной трещины ее развитие происходит подобно сколу с образованием развитого «венного узора» и плотнорасположенных полос сдвига, формирующихся при остановках усталостной трещины. Величина скачка составляет 0,2–0,5 мкм. В зоне долома трещина продвигается вязко, скачками, с образованием локализованных зон пластичности в местах остановки. Для образцов построены кривые Веллера, определены пределы усталости.

Проведены исследования влияния агрессивных сред и предварительного воздействия импульсного электрического тока на усталостные свойства аморфных металлических сплавов. Установлено, что образцы после воздействия импульсного тока или агрессивной среды разрушаются при меньшем количестве циклов нагружения относительно исходных образцов. Отмечено, что содержание Co в исследуемых образцах практически не влияет на усталостные свойства.

Биографии авторов

Дмитрий Юрьевич Федотов, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
ассистент кафедры теоретической и экспериментальной физики
Виктор Александрович Федоров, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры теоретической и экспериментальной физики, заслуженный деятель науки РФ
Алексей Владимирович Яковлев, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры педагогики и образовательных технологий
Татьяна Николаевна Плужникова, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики
Арсений Дмитриевич Березнер, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина
аспирант кафедры теоретической и экспериментальной физики

Литература

1. Алехин В.П., Хоник В.А. Структура и физические закономерности деформации аморфных сплавов. М.: Металлургия, 1992. 248 с.
2. Судзуки К., Фудизимори Х., Хасимото К. Аморфные металлы. М.: Металлургия, 1987. 328 с.
3. Глезер А.М., Молотилов Б.В. Структура и механические свойства аморфных сплавов. М.: Металлургия, 1992. 208 с.
4. Аморфные металлические сплавы / под ред. Ф.Е. Люборского. М.: Металлургия, 1987. 584 с.
5. Манохин А.И., Митин Б.С., Васильев В.А., Ревякин А.В. Аморфные сплавы. М.: Металлургия, 1984. 160 с.
6. Металлические стекла / под ред. Дж.Дж. Гилмана, Х.Дж. Лими. М.: Металлургия, 1984. 264 с.
7. Nair B., Priyadarshini G. Process, structure, property and applications of metallic glasses // Materials Science. 2016. Vol. 3. № 3. P. 1022–1053.
8. Suryanarayana С., Inoue A. Bulk metallic glasses. USA: Taylor and Francis Group, 2011. 548 p.
9. Глезер А.М., Шурыгина Н.А. Аморфно-нанокристаллические сплавы. М.: Физматлит, 2013. 450 с.
10. Немошкаленко В.В., Романова А.В., Ильинский А.Г. Аморфные металлические сплавы. Киев: Наук. Думка, 1987. 248 с.
11. Глезер А.М., Плотникова М.Р., Сундеев Р.В., Шурыгина Н.А. Самоблокировка полос сдвига и делокализация пластического течения в аморфных сплавах при мегапластической деформации // Известия РАН. Серия физическая. 2013. Т. 77. № 11. С. 1687–1692.
12. Кобелев Н.П., Колыванов Е.Л., Хоник В.А. Нелинейные упругие характеристики объемных металлических стекол Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10 и Рd40Cu30Ni10P20 // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. № 3. С. 395–399.
13. Глезер А.М., Пермякова И.Е., Громов В.Е., Коваленко В.В. Механическое поведение аморфных сплавов. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2006. 416 с.
14. Новые материалы / под ред. Ю.С. Карабасова. М.: МИСИС, 2002. 736 с.
15. Берлев А.Е., Ота М., Хоник В.А. Ползучесть массивного металлического стекла Zr52,5Ti5Cu17,9Ni14,6Al10 // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2003. Т. 8. № 4. С. 522–524.
16. Зайцев А.И. Термодинамический подход к количественной оценке склонности металлических расплавов к аморфизации // Металлы. 2004. № 5. С. 64–78.
17. Ковнеристый Ю.К. Объемно-аморфизирующиеся металлические сплавы. М.: Наука, 1999. 80 с.
18. Смирнов О.М. Сверхпластичность нанокристаллических и аморфных материалов // Перспективные материалы. 2010. № 9. С. 228–241.
19. Федотов Д.Ю., Федоров В.А., Яковлев А.В., Плужникова Т.Н., Березнер А.Д. Усталостные испытания ленточных аморфных металлических сплавов на основе CO методами на растяжение и изгиб // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2016. Т. 21. № 3. С. 1396–1399.
20. Zhu Y., Fu J., Zheng C., Ji Z. Effect of laser shock peening without absorbent coating on the mechanical properties of Zr-based bulk metallic glass // Optics and Laser Technology. 2015. Vol. 75. P. 157–163.
Опубликован
2018-03-30
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)