RU2267112C1 - Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге - Google Patents
Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267112C1 RU2267112C1 RU2004116630/28A RU2004116630A RU2267112C1 RU 2267112 C1 RU2267112 C1 RU 2267112C1 RU 2004116630/28 A RU2004116630/28 A RU 2004116630/28A RU 2004116630 A RU2004116630 A RU 2004116630A RU 2267112 C1 RU2267112 C1 RU 2267112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dislocation
- sample
- period
- crystal lattice
- plastic deformation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике. Сущность: используют нитевидный монокристалл. Определяют период кристаллической решетки для нитевидного монокристалла рентгеноструктурным методом, а затем по формуле рассчитывают скорость перемещения краевой дислокации под действием заданной внешней нагрузки. По длине образца определяют время перемещения дислокации, величину пластической деформации, предел ползучести. Технический результат: снижение трудоемкости испытаний. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области испытания прочностных свойств материалов, к способам определения характеристик пластической деформации при сдвиге: величины относительной деформации, скорости перемещения дислокации, ползучести.
Известен способ, по которому о величине локальных амплитуд упругих сдвиговых деформаций в кристаллах пьезорезонаторов судят по контрасту и форме изображений дислокации (Авторское свидетельство СССР N 1716407, М. Кл. G 01 N 23/20, 29.02.92).
Недостатком способа является ограниченные функциональные возможности, т.к. рассматривается область упругих деформаций.
Известен способ, по которому, в частности, проводят механические испытания образцов в режиме одноосного статического растяжения, определяют текущие напряжения и деформации и их скорости, а дополнительно проводят испытания в режиме ползучести (Авторское свидетельство СССР N 1803773, М. Кл. G 01 N 3/00, 23.03.93).
Недостатком способа являются ограниченные функциональные возможности.
Известен способ определения характеристик деформируемости металла, по которому образец облучают рентгеновским излучением, в частности, измеряют дифракционный пик и определяют равномерное удлинение образца. Причем относительное удлинение образца пропорционально длине свободного пробега дислокации, а она, в свою очередь, пропорциональна корню квадратному плотности дислокации (Авторское свидетельство СССР N 1273780, М. Кл. G 01 N 23/207, 30.11.86).
Недостатком способа являются ограниченные функциональные возможности метода, т.к. корреляция определяется для стали 40Х, кроме того, необходимо знать плотность дислокации.
Наиболее близким по достигаемому результату является способ, по которому нитевидный монокристалл подвергают одноосному растяжению с автоматической записью кривой деформации, по результатам которой исследуют развитие пластической деформации, в том числе определяют характеристики пластической деформации (Г.В.Бережкова Нитевидные кристаллы. М., Наука, 1969. - 160 с.).
Технический результат изобретения - снижение трудоемкости способа, возможность прогнозирования механических свойств материала путем расчета по формуле с учетом анизотропии свойств, а также расширение функциональных возможностей.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что в способе определения характеристик пластической деформации при сдвиге, по которому используют нитевидный монокристалл, в отличие от прототипа определяют период кристаллической решетки для нитевидного монокристалла рентгеноструктурным методом, а затем по формуле
где r=0,5 a0 
, м - расстояние между взаимодействующими зарядами в кристаллографической плоскости (100);
е=1,6*10-19, Кл - заряд электрона;
π=3,14;
ε0=8.85*10-12 Кл2/нм2 - электрическая постоянная;
а0- период кристаллической решетки;
М=(Fвнеш/F1 кул)≥1 - коэффициент, определяющий отношение внешней силы Fвнеш, воздействующей на рассматриваемый образец, к кулоновской силе электростатического взаимодействия F1 кул, равной
рассчитывают скорость перемещения краевой дислокации v под действием заданной внешней нагрузки Fвнеш, и по длине образца определяют время перемещения дислокации t, величину пластической деформации ε, предел ползучести τ.
Кроме того, период кристаллической решетки можно определить по справочным данным.
Пример конкретной реализации способа
Для рентгеноструктурного анализа изготавливаются образцы. Монолитные образцы в форме шлифов изготавливают из исследуемого материала обычными механическими способами и перед съемкой подвергают электролитической полировке для снятия наклепа. Плоские шлифы подготавливают для съемки с помощью электролитического травления для снятия деформированного слоя. При съемке на просвет образцы должны электролитически утоньшаться до тонкой фольги.
Для определения периодов кристаллической решетки необходимо измерить межплоскостные расстояния, проиндицировать дифракционные отражения и, зная связь между межплоскостным расстоянием, индексами отражающих плоскостей и периодами решетки, рассчитать последние (С.С.Горелик, Л.Н.Расторгуев, Ю.А.Скаков Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970, 366 с.).
Методами прецизионного определения периода кристаллической решетки могут служить следующие:
- асимметричная съемка с расчетом по последним линиям;
- метод съемки на больших расстояниях в широком расходящемся пучке;
- метод съемки с независимым эталоном;
- безэталонный метод при обратной съемке и др.
Выбор того или иного метода определения периода решетки связан с расположением линий на рентгенограмме и симметрией решетки исследуемого материала (Н.Н.Качанов, Л.И.Миркин Рентгеноструктурный анализ. М.: Машгиз, 1960, 216 с.).
Перемещение краевой дислокации со скоростью
возникает при равенстве внешней силы Fвнеш, воздействующей на рассматриваемый образец, кулоновской силе электростатического взаимодействия F1 кул или равенстве внешнего напряжения сдвига максимальному (скалывающему) напряжению, при котором происходит сдвиг.
Возрастание скорости движения краевой дислокации произойдет при увеличении коэффициента М=Fвнеш/F1 кул более единицы, причем
Например, с помощью расчета можно определить для кубического образца длиной l=3a0 из монокристалла меди Cu с периодом кристаллической решетки а0=3,6148·10-10 м и М=1, что
величина относительной деформации ε при перемещении краевой дислокации на расстояние 0,5а0 при l=3а0
ε=0,5а0/3а0=0,167,
а величина ползучести, т.е. напряжение сдвига при данной величине относительной деформации
τ=М·F1 кул/(3а0)2=4,794·109 Па.
Таким образом, определены: скорость перемещения краевой дислокации v под действием заданной внешней нагрузки Fвнеш, по длине образца - время перемещения дислокации t=l/v, величина пластической деформации ε, предел ползучести τ. Схема сдвига с образованием краевой дислокации представлена на чертеже.
Кроме того, в расчетах учитывается кристаллографическое направление движения краевой дислокации в кристаллической решетке, а значит, и анизотропия свойств, учет которого на испытательном оборудовании еще более усложняет и удорожает эксперимент.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет снизить трудоемкость, дает возможность прогнозирования механических свойств материала путем расчета по формуле с учетом анизотропии свойств.
Claims (1)
- Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге, заключающийся в том, что используют нитевидный монокристалл, отличающийся тем, что определяют период кристаллической решетки для нитевидного монокристалла рентгеноструктурным методом, а затем по формуле:
где r=0,5 а0, м, - расстояние между взаимодействующими зарядами в кристаллографической плоскости (100);
е=1,6·10-19, Кл, - заряд электрона;π=3,14;ε0=8,85·10-12 Кл2/нм2 - электрическая постоянная;а0 - период кристаллической решетки;М=(Fвнеш/F1 кул)≥1 - коэффициент, определяющий отношение внешней силы Fвнеш, воздействующей на рассматриваемый образец, к кулоновской силе электростатического взаимодействия;рассчитывают скорость перемещения краевой дислокации v под действием заданной внешней нагрузки Fвнеш и по длине образца определяют время перемещения дислокации t, величину пластической деформации ε, предел ползучести τ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116630/28A RU2267112C1 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116630/28A RU2267112C1 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004116630A RU2004116630A (ru) | 2005-11-10 |
| RU2267112C1 true RU2267112C1 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35865223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004116630/28A RU2267112C1 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267112C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598178C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Способ контроля и управления непрерывной деформацией металлических полуфабрикатов |
-
2004
- 2004-05-31 RU RU2004116630/28A patent/RU2267112C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598178C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Способ контроля и управления непрерывной деформацией металлических полуфабрикатов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004116630A (ru) | 2005-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ast et al. | Size-dependent fracture toughness of tungsten | |
| Göken et al. | Hardness and modulus of the lamellar microstructure in PST-TiAl studied by nanoindentations and AFM | |
| Pham et al. | Cyclic deformation response of AISI 316L at room temperature: Mechanical behaviour, microstructural evolution, physically-based evolutionary constitutive modelling | |
| Andersson et al. | In-situ SEM study of fatigue crack growth behaviour in IN718 | |
| Miyahara et al. | Evaluation of mechanical properties in nanometer scale using AFM-based nanoindentation tester | |
| Oruganti et al. | Quantification of fatigue damage accumulation using non-linear ultrasound measurements | |
| Zhu et al. | Mixed mode I/II fracture behavior and surface morphology of hard rock under dynamic loading | |
| RU2267112C1 (ru) | Способ определения характеристик пластической деформации при сдвиге | |
| Robinson | Electrical-mechanical coupling due to charged dislocations | |
| Kao et al. | Inelastic strain and damage in surface instability tests | |
| Zhu et al. | Measurement of mechanical properties of 1045 steel with significant pile-up by sharp indentation | |
| Charitidis et al. | A study on time dependent properties of aluminum alloy by nanoindentation technique | |
| Namazu et al. | High-cycle fatigue damage evaluation for micro-nanoscale single crystal silicon under bending and tensile stressing | |
| Soifer et al. | Nanoindentation size effect in alkali-halide single crystals | |
| Yamagishi et al. | Determination of the cyclic-tension fatigue of extruded pure magnesium using multiple ultrasonic waves | |
| Hiura et al. | Nano-indentation studies of twinned magnesium single crystals | |
| Armstrong et al. | Macro-to nano-indentation hardness stress–strain aspects of crystal elastic/plastic/cracking behaviors | |
| Smail et al. | The viscoplastic crack growth behavior of a compact tension specimen using the Bodner-Partom flow law | |
| Fotiu et al. | Micromechanical foundations of dynamic plasticity with applications to damaging structures | |
| Shlyakhova et al. | Study of deformation relief of polycrystalline nickel by atomic force microscopy | |
| Sun et al. | Some recent advances in experimental study of shape memory alloys | |
| Potter | Damping capacity of metals | |
| Zuev et al. | Variation of the ultrasonic velocity in Al under plastic deformation | |
| RU2235986C1 (ru) | Способ определения предела текучести | |
| Witowski | Local measurements of axial and radial strains using magnetic encoders in triaxial apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060601 |