Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3
Изучены структура, твердость, кратковременная прочность и пластичность микрослойного композиционного наноматериала системы медь-цирконий-иттрий-молибден, полученного методом электронно-лучевого испарения и послойной конденсации из паровой фазы, в диапазоне температур 290...1070 К. Установлены кор...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблемы прочности |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47763 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 / В.А. Борисенко, В.В. Бухановский, Н.И. Гречанюк, И. Мамузич, В.А. Осокин, Н.П. Рудницкий // Проблемы прочности. — 2005. — № 4. — С. 113-120. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-47763 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. Гречанюк, Н.И. Гречанюк, И.Н. Мамузич, И. Осокин, В.А. Рудницкий, Н.П. 2013-07-31T09:51:40Z 2013-07-31T09:51:40Z 2005 Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 / В.А. Борисенко, В.В. Бухановский, Н.И. Гречанюк, И. Мамузич, В.А. Осокин, Н.П. Рудницкий // Проблемы прочности. — 2005. — № 4. — С. 113-120. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47763 539.4:621.762 Изучены структура, твердость, кратковременная прочность и пластичность микрослойного композиционного наноматериала системы медь-цирконий-иттрий-молибден, полученного методом электронно-лучевого испарения и послойной конденсации из паровой фазы, в диапазоне температур 290...1070 К. Установлены корреляционные зависимости между твердостью и характеристиками прочности композита. Вивчено структуру, твердість, короткочасну міцність і пластичність мікрошарового композиційного наноматеріалу системи мідь-цирконій-ітрій-молібден, що отриманий за методом електронно-променевого випарування і пошарової конденсації з парової фази, в діапазоні температур 290...1070 К. Установлено кореляційні залежності між твердістю і характеристиками міцності композита. We studied structure, hardness, short-time strength and plasticity o f microlayered composite nanomaterial o f the system Cu-Zr-Y-Mo produced by the electron-beam evaporation method and layer-by-layer condensation from steam phase in the temperature range 290-1070 K. Correlation dependencies between hardness and strength characteristics o f the composite are revealed. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 Temperature dependencies of static mechanical properties of the MDK-3 microlayered composite material Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 |
| spellingShingle |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. Гречанюк, Н.И. Гречанюк, И.Н. Мамузич, И. Осокин, В.А. Рудницкий, Н.П. Научно-технический раздел |
| title_short |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 |
| title_full |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 |
| title_fullStr |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 |
| title_full_unstemmed |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 |
| title_sort |
температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала мдк-3 |
| author |
Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. Гречанюк, Н.И. Гречанюк, И.Н. Мамузич, И. Осокин, В.А. Рудницкий, Н.П. |
| author_facet |
Борисенко, В.А. Бухановский, В.В. Гречанюк, Н.И. Гречанюк, И.Н. Мамузич, И. Осокин, В.А. Рудницкий, Н.П. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы прочности |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Temperature dependencies of static mechanical properties of the MDK-3 microlayered composite material |
| description |
Изучены структура, твердость, кратковременная прочность и пластичность микрослойного
композиционного наноматериала системы медь-цирконий-иттрий-молибден, полученного
методом электронно-лучевого испарения и послойной конденсации из паровой фазы, в
диапазоне температур 290...1070 К. Установлены корреляционные зависимости между
твердостью и характеристиками прочности композита.
Вивчено структуру, твердість, короткочасну міцність і пластичність мікрошарового композиційного наноматеріалу системи мідь-цирконій-ітрій-молібден, що отриманий за методом електронно-променевого випарування і пошарової конденсації з парової фази, в діапазоні температур 290...1070 К. Установлено кореляційні залежності між твердістю і характеристиками міцності композита.
We studied structure, hardness, short-time strength and plasticity o f microlayered composite nanomaterial o f the system Cu-Zr-Y-Mo produced by the electron-beam evaporation method and layer-by-layer condensation from steam phase in the temperature range 290-1070 K. Correlation dependencies between hardness and strength characteristics o f the composite are revealed.
|
| issn |
0556-171X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47763 |
| citation_txt |
Температурные зависимости статических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 / В.А. Борисенко, В.В. Бухановский, Н.И. Гречанюк, И. Мамузич, В.А. Осокин, Н.П. Рудницкий // Проблемы прочности. — 2005. — № 4. — С. 113-120. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT borisenkova temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT buhanovskiivv temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT grečanûkni temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT grečanûkin temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT mamuziči temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT osokinva temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT rudnickiinp temperaturnyezavisimostistatičeskihmehaničeskihsvoistvmikrosloinogokompozicionnogomaterialamdk3 AT borisenkova temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT buhanovskiivv temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT grečanûkni temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT grečanûkin temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT mamuziči temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT osokinva temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial AT rudnickiinp temperaturedependenciesofstaticmechanicalpropertiesofthemdk3microlayeredcompositematerial |
| first_indexed |
2025-11-27T01:08:28Z |
| last_indexed |
2025-11-27T01:08:28Z |
| _version_ |
1850787276313853952 |
| fulltext |
УДК 539.4:621.762
Температурные зависимости статических механических свойств
микрослойного композиционного материала МДК-3
В . А . Б о р и с е н к о а, В . В . Б у х а н о в с к и й а, Н . И . Г р е ч а н ю к 6, И . Н . Г р е ч а н ю к 6,
И . М а м у з и ч в, В . А . О с о к и н 6, Н . П . Р у д н и ц к и й 3
а Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины, Киев, Украина
6 Научно-производственное предприятие “Геконт”, Винница, Украина
в Загребский университет, Шишак, Хорватия
Изучены структура, твердость, кратковременная прочность и пластичность микрослой
ного композиционного наноматериала системы медь-цирконий-иттрий-молибден, получен
ного методом электронно-лучевого испарения и послойной конденсации из паровой фазы, в
диапазоне температур 290...1070 К. Установлены корреляционные зависимости меж ду
твердостью и характеристиками прочности композита.
Клю чевые слова: п р о ч н о с т ь , п л а с т и ч н о с т ь , т в е р д о с т ь , т е м п е р а т у р а , к о р р е
л я ц и я , н а н о м а т е р и а л ы , т е р м о д и н а м и ч е с к и й а к т и в а ц и о н н ы й а н а л и з .
В в е д е н и е . В н а с т о я щ е е в р е м я в к а ч е с т в е э л е к т р о к о н т а к т н ы х м а т е р и
а л о в д л я т я ж е л о н а г р у ж е н н ы х к о м м у т а ц и о н н ы х а п п а р а т о в в с е б о л е е ш и р о к о
п р и м е н я ю т с я м и к р о с л о й н ы е к о м п о з и т ы н а о с н о в е м е д и , м о л и б д е н а и р е д к о
з е м е л ь н ы х м е т а л л о в . М а т е р и а л ы д а н н о г о к л а с с а , п о л у ч а е м ы е м е т о д о м
в ы с о к о с к о р о с т н о г о и с п а р е н и я в в а к у у м е с п о с л е д у ю щ е й к о н д е н с а ц и е й с м е
ш а н н о г о п а р о в о г о п о т о к а н а в р а щ а ю щ е й с я п о д л о ж к е , о б л а д а ю т у н и к а л ь
н ы м и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к и м и и э к с п л у а т а ц и о н н ы м и с в о й с т в а м и . В У к р а и н е
в Н П П “ Г е к о н т ” в т е ч е н и е р я д а л е т с е р и й н о и з г о т о в л я ю т с я д и с п е р с н о -
у п р о ч н е н н ы е к о м п о з и ц и о н н ы е м а т е р и а л ы с и с т е м ы С и ^ г - У - М о с е р и и М Д К
( Т У У 2 0 1 1 3 4 1 0 . 0 0 1 - 9 8 ) с с о д е р ж а н и е м м о л и б д е н а о т 2 , 5 . . . 5 , 0 д о 8 , 1 . . . 1 2 , 0
м а с . % и с у м м а р н ы м с о д е р ж а н и е м ц и р к о н и я и и т т р и я н е б о л е е 0 ,8 м а с . %
[ 1 - 4 ] .
В с в я з и с т е м ч т о м а т е р и а л ы к о н т а к т н ы х п а р с и л ь н о т о ч н ы х к о м м у
т а ц и о н н ы х а п п а р а т о в в п р о ц е с с е э к с п л у а т а ц и и п о д в е р г а ю т с я н е т о л ь к о
в ы с о к о т е м п е р а т у р н о й к о р р о з и и и э л е к т р и ч е с к о й э р о з и и , н о и м е х а н и ч е с к и м
н а г р у з к а м п р и п о в ы ш е н н ы х т е м п е р а т у р а х , и с с л е д о в а н и е и х м е х а н и ч е с к и х
х а р а к т е р и с т и к в д и а п а з о н е р а б о ч и х т е м п е р а т у р п р е д с т а в л я е т н е с о м н е н н ы й
н а у ч н ы й и п р а к т и ч е с к и й и н т е р е с .
В р а б о т е п р и в е д е н ы д а н н ы е э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и с с л е д о в а н и й с т р у к
т у р ы , п р о ч н о с т и , т в е р д о с т и и п л а с т и ч н о с т и н а и б о л е е п е р с п е к т и в н о г о м и к р о
с л о й н о г о к о м п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а м а р к и М Д К - 3 с с о д е р ж а н и е м м о л и б
д е н а 1 1 ,3 ± 0 ,2 м а с . % в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р 2 9 0 . . . 1 0 7 0 К .
М е т о д ы и с с л е д о в а н и й . С т р у к т у р у к о м п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а и с с л е
д о в а л и м е т о д а м и о п т и ч е с к о й и с к а н и р у ю щ е й э л е к т р о н н о й м и к р о с к о п и и .
М е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и о п р е д е л я л и п о р е з у л ь т а т а м и с п ы т а н и й н а
р а с т я ж е н и е в в а к у у м е п л о с к и х п я т и к р а т н ы х п р о п о р ц и о н а л ь н ы х о б р а з ц о в с
р а с ч е т н о й д л и н о й р а б о ч е г о у ч а с т к а 1 5 м м н а у с т а н о в к е 1 2 4 6 - Р [ 5 ] с о г л а с н о
© В. А. БОРИСЕНКО, В. В. БУХАНОВСКИЙ, Н. И. ГРЕЧАНЮК, И. Н. ГРЕЧАНЮК, И. МАМУЗИЧ,
В. А. ОСОКИН, Н. П. РУДНИЦКИЙ, 2005
ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 4 113
В. А. Борисенко, В. В. Бухановский, Н. И. Гречанюк и др.
Г О С Т 9 6 5 1 - 8 4 [ 6 ] . О б р а з ц ы в ы р е з а л и и з к о н д е н с а т а т о л щ и н о й 0 , 9 —1 ,4 м м в
с о с т о я н и и п о с т а в к и ( п о с л е в а к у у м н о г о о т ж и г а п р и 1 1 7 0 К в т е ч е н и е 3 ч . ) .
П р и к а ж д о й т е м п е р а т у р е и с п ы т ы в а л и о т т р е х д о ш е с т и о б р а з ц о в . С к о р о с т ь
д е ф о р м и р о в а н и я о б р а з ц а с о с т а в л я л а 2 м м / м и н , ч т о с о о т в е т с т в о в а л о о т н о -
_3 _1
с и т е л ь н о й с к о р о с т и д е ф о р м а ц и и — 2 , 2 • 1 0 с . В п р о ц е с с е и с п ы т а н и й з а
п и с ы в а л и д и а г р а м м ы , п о к о т о р ы м о п р е д е л я л и у с л о в н ы й п р е д е л т е к у ч е с т и
о 0 2 , п р е д е л п р о ч н о с т и о в , о т н о с и т е л ь н о е у д л и н е н и е д и о т н о с и т е л ь н о е
р а в н о м е р н о е у д л и н е н и е д р . К р о м е т о г о , о п р е д е л я л и о т н о с и т е л ь н о е с у ж е н и е
ч>.
Т в е р д о с т ь о п р е д е л я л и м е т о д о м в д а в л и в а н и я и н д е н т о р а в в и д е п р а в и л ь
н о й ч е т ы р е х г р а н н о й п и р а м и д ы . В к а ч е с т в е н а к о н е ч н и к а и с п о л ь з о в а л и м о н о
к р и с т а л л с и н т е т и ч е с к о г о к о р у н д а . Н а г р у з к а н а о б р а з е ц , п е р е д а в а е м а я ч е р е з
п и р а м и д у , с о с т а в л я л а 1 0 Н . И с п ы т а н и я о с у щ е с т в л я л и в в а к у у м е п р и д а в л е
н и и н е б о л е е 0 , 7 М П а н а у с т а н о в к е У В Т - 2 [ 7 ] с о г л а с н о Д С Т У 2 4 3 4 - 9 4 [8 ] .
Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е д а н н ы е о б р а б а т ы в а л и с п о м о щ ь ю с т а н д а р т н ы х м е
т о д о в м а т е м а т и ч е с к о й с т а т и с т и к и . П р и э т о м в ы ч и с л я л и с р е д н е е в ы б о р о ч н о е
з н а ч е н и е ( м а т е м а т и ч е с к о е о ж и д а н и е ) х , в ы б о р о ч н о е с р е д н е к в а д р а т и ч е с к о е
о т к л о н е н и е 5 , к о э ф ф и ц и е н т в а р и а ц и и w и д о в е р и т е л ь н ы е и н т е р в а л ы А х
д л я м а т е м а т и ч е с к о г о о ж и д а н и я п р и у р о в н е з н а ч и м о с т и а = 0 ,0 5 .
Р е з у л ь т а т ы э к с п е р и м е н т о в и и х о б с у ж д е н и е . С п е ц и ф и к а т е х н о л о г и и
п о л у ч е н и я к о м п о з и т о в о б у с л о в л и в а е т ф о р м и р о в а н и е о с о б о й м и к р о с л о й н о й
с т р у к т у р ы , п р и с у щ е й д л я н а н о м а т е р и а л о в [ 9 ] , с т о л щ и н о й ч е р е д у ю щ и х с я
с л о е в м е д и и м о л и б д е н а о т 0 ,1 д о 0 ,4 м к м ( р и с . 1 ) . Р а з м е р з е р е н м е д и в
к о м п о з и т е с о с т а в л я е т 0 , 1 - 0 , 3 м к м , р а з м е р з е р е н м о л и б д е н а - 0 , 1 - 0 , 2 м к м .
Рис. 1. Микроструктура композиционного материала С и-2г-У -М о (сканирующая электрон
ная микроскопия).
Х а р а к т е р и с т и к и к р а т к о в р е м е н н о й п р о ч н о с т и и п л а с т и ч н о с т и к о м п о з и
ц и о н н о г о м а т е р и а л а М Д К - 3 в с о с т о я н и и п о с т а в к и в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р
о т 2 9 0 . . . 1 0 7 0 К п р и в е д е н ы в т а б л . 1 . И з д а н н ы х т а б л . 1 с л е д у е т , ч т о
р а з у п р о ч н е н и е к о м п о з и т а п р и н а г р е в е н о с и т м о н о т о н н ы й х а р а к т е р . П р е д е л
п р о ч н о с т и и у с л о в н ы й п р е д е л т е к у ч е с т и м а т е р и а л а м о н о т о н н о с н и ж а ю т с я
с о о т в е т с т в е н н о с 6 4 5 и 5 9 6 М П а п р и к о м н а т н о й т е м п е р а т у р е д о 4 5 и 3 9 М П а
п р и 1 0 7 0 К .
114 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 4
Температурные зависимости статических механических свойств
Т а б л и ц а 1
Характеристики прочности и пластичности микрослойного композиционного
материала МДК-3 в диапазоне температур 290...1070 К
Т , к а в, МПа а 0 2 , МПа 5 , % 5 р, % V , %
290 645 596 8,7 3,3 37,6
370 568 533 8,8 2,7 18,3
470 475 438 12,4 2,2 33,1
570 348 330 1,8 1,1 7,0
670 287 266 7,9 2,1 13,5
770 205 185 8,8 2,3 12,8
870 140 130 13,1 1,6 9,1
970 82 73 17,1 2,5 16,6
1070 45 39 21,7 3,4 33,7
Х а р а к т е р т е м п е р а т у р н ы х з а в и с и м о с т е й п л а с т и ч е с к и х с в о й с т в м и к р о
с л о й н о г о к о м п о з и т а б о л е е с л о ж н ы й . В и д н ы э к с т р е м у м ы , с в я з а н н ы е с г о р я
ч е й х р у п к о с т ь ю м а т е р и а л а , п р и с у щ е й м е д и и е е с п л а в а м . В ч а с т н о с т и ,
р е з к о е с н и ж е н и е х а р а к т е р и с т и к п л а с т и ч н о с т и н а б л ю д а е т с я п р и т е м п е р а т у р е
5 7 0 К .
Р е з у л ь т а т ы и с с л е д о в а н и я т е м п е р а т у р н ы х з а в и с и м о с т е й т в е р д о с т и к о м
п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а М Д К - 3 п р е д с т а в л е н ы в т а б л . 2 .
Т а б л и ц а 2
Твердость микрослойного композиционного материала МДК-3
в диапазоне температур 290 .1 0 2 0 К
Т , к НУср, МПа 5 w, % Д Н У , МПа
290 1802 310,8 17,3 ± 90,2
370 1349 208,5 15,5 ± 103,7
470 1066 94,1 8,8 ± 46,8
570 776 44,5 5,7 ± 22,1
670 577 64,1 11,1 ± 30,9
770 414 70,5 17,0 ± 35,1
870 303 86,1 28,4 ± 44,3
970 213 73,7 34,6 ± 36,7
1020 151 55,1 36,5 ± 25,1
С п о в ы ш е н и е м т е м п е р а т у р ы т в е р д о с т ь у м е н ь ш а е т с я о т м а к с и м а л ь н ы х
з н а ч е н и й 1 8 0 2 ± 9 0 , 2 М П а п р и к о м н а т н о й т е м п е р а т у р е д о м и н и м а л ь н ы х
з н а ч е н и й 1 5 1 ± 2 5 ,1 М П а п р и 1 0 2 0 К .
Т е р м о д и н а м и ч е с к и й а к т и в а ц и о н н ы й а н а л и з з а в и с и м о с т е й п р о ч н о с т и и
т в е р д о с т и м и к р о с л о й н о г о к о м п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а М Д К - 3 о т т е м п е р а
т у р ы п р о в о д и л и п о и з л о ж е н н о й р а н е е м е т о д и к е [ 1 0 , 1 1 ] . П р и э т о м д л я
у с т а н о в л е н и я о с н о в н ы х з а к о н о м е р н о с т е й и з м е н е н и я п р о ч н о с т н ы х с в о й с т в в
и с с л е д о в а н н о м д и а п а з о н е т е м п е р а т у р и с х о д и л и и з э к с п о н е н ц и а л ь н ы х у р а в
ISSN 0556-171Х. Проблемыг прочности, 2005, № 4 115
В. А. Борисенко, В. В. Бухановский, Н И Гречанюк и др.
н е н и и , о п и с ы в а ю щ и х т е м п е р а т у р н ы е з а в и с и м о с т и п р о ч н о с т и и т в е р д о с т и
с о о т в е т с т в е н н о :
а = А е х р ( и | ; ( 1 )
Н = сА е х р
3 к Т У
и
3кТ ( 2 )
г д е Т - т е р м о д и н а м и ч е с к а я т е м п е р а т у р а , К ; и - э н е р г и я ( э н т а л ь п и я )
а к т и в а ц и и п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и , э В ; к - п о с т о я н н а я Б о л ь ц м а н а ; А -
п о с т о я н н а я , я в л я ю щ а я с я ф у н к ц и е й п а р а м е т р о в м а т е р и а л а и с к о р о с т и д е ф о р
м а ц и и ; с = Н / а - к о н с т а н т а п р о п о р ц и о н а л ь н о с т и .
1па0 2, 1п ав, 1пН У
Рис. 2. Температурные зависимости предела прочности а в, условного предела текучести ао 2
и твердости Н У микрослоИного композиционного материала МДК-3 в диапазоне температур
290. ..1070 К: А - а в; О - а 0 2; □ - Н У .
Н а р и с . 2 п о л у ч е н н ы е д а н н ы е п р е д с т а в л е н ы в к о о р д и н а т а х 1 п а 0 2 , 1 п а в ,
1 п Н У - 1 Т . В и д н о , ч т о т е м п е р а т у р н ы е з а в и с и м о с т и х а р а к т е р и с т и к п р о ч
н о с т и и т в е р д о с т и с о с т о я т и з н е с к о л ь к и х о б л а с т е И , в п р е д е л а х к о т о р ы х о н и
н о с я т л и н е И н ы И х а р а к т е р и у д о в л е т в о р я ю т у р а в н е н и я м ( 1 ) и ( 2 ) . К а ж д а я и з
у к а з а н н ы х о б л а с т е И с о о т в е т с т в у е т о п р е д е л е н н о м у в е р о я т н о м у м е х а н и з м у
п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и . Н а о с н о в а н и и у р а в н е н и И ( 1 ) и ( 2 ) п о э к с п е р и
116 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 4
Температурные зависимости статических механических свойств
м е н т а л ь н ы м д а н н ы м п р о ч н о с т и и т в е р д о с т и д л я р а з н ы х т е м п е р а т у р н ы х
о б л а с т е й в д и а п а з о н е ( 0 , 2 . . . 0 , 8 ) г П Л и б ы л и о п р е д е л е н ы з н а ч е н и я э н е р г и и
а к т и в а ц и и п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и ( т а б л . 3 ) , с о о т в е т с т в у ю щ и е у с л о в и я м
_3 _1
д е ф о р м а ц и и м е т а л л о в с у м е р е н н ы м и с к о р о с т я м и 1 0 с п о д д е й с т в и е м
п р и л о ж е н н ы х н а п р я ж е н и й , п р е в ы ш а ю щ и х 1 0 _ 4 м о д у л я с д в и г а .
Т а б л и ц а 3
Энергия активации пластической деформации композиционного материала МДК-3
и технически чистой меди, рассчитанная по различным характеристикам прочности
Материал Характеристика
прочности
и (эВ) в интервале температур (К)
МДК-3
НУ
290...420 420...700 700...900 900...1070
0,11 0,19 0,67 0,93
о в 0,04 0,19 0,66 2,97
0 0,2 0,04 0,18 0,66 3,26
Си
НУ
290...470 470...720 720...920 920...1030
0,05 0,22 0,93 1,85
А н а л и з и с о п о с т а в л е н и е п о л у ч е н н ы х з н а ч е н и й э н е р г и и а к т и в а ц и и п л а с
т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и м е д и и к о м п о з и ц и о н н ы х м а т е р и а л о в н а е е о с н о в е
( т а б л . 3 ) , а т а к ж е о б о б щ е н н ы х р а н е е [ 1 0 , 1 1 ] р е з у л ь т а т о в т е о р е т и ч е с к и х и
э к с п е р и м е н т а л ь н ы х р а б о т п о и з у ч е н и ю п р о ц е с с о в д е ф о р м а ц и и , в н у т р е н н е г о
т р е н и я , п о л з у ч е с т и и с а м о д и ф ф у з и и м е д и п о з в о л я е т з а к л ю ч и т ь : в ш и р о к о м
д и а п а з о н е т е м п е р а т у р н а б л ю д а е т с я п л а с т и ч е с к о е т е ч е н и е с с у щ е с т в е н н ы м
и з м е н е н и е м э н е р г и и а к т и в а ц и и п р и п е р е х о д е о т о д н о й т е м п е р а т у р н о й о б л а с
т и к д р у г о й . Э т о с в и д е т е л ь с т в у е т о п о с л е д о в а т е л ь н о й с м е н е д е й с т в у ю щ и х
( к о н т р о л и р у ю щ и х ) , т е р м и ч е с к и а к т и в и р о в а н н ы х м е х а н и з м о в п л а с т и ч е с к о й
д е ф о р м а ц и и . В о з м о ж н ы е о с н о в н ы е м е х а н и з м ы д л я м е т а л л о в с и с т е м а т и з и
р о в а н ы в р а б о т а х [ 1 0 - 1 3 ] . Х а р а к т е р з а в и с и м о с т е й п р о ч н о с т и и т в е р д о с т и о т
т е м п е р а т у р ы а н а л о г и ч е н , о н и п о д ч и н я ю т с я о б щ и м з а к о н о м е р н о с т я м и з м е
н е н и я с в о й с т в с п о в ы ш е н и е м т е м п е р а т у р ы .
А н а л и з э к с п е р и м е н т а л ь н ы х и р а с ч е т н ы х д а н н ы х п о к а з а л , ч т о у к а з а н
н ы е х а р а к т е р и с т и к и п р о ч н о с т и и с с л е д у е м о г о м а т е р и а л а к о н т р о л и р у ю т с я
о д н и м и и т е м и ж е м е х а н и з м а м и п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и , и т е м п е р а т у р н ы е
о б л а с т и и х д е й с т в и я с о в п а д а ю т . П о э т о м у п о и с к к о р р е л я ц и о н н ы х с о о т н о
ш е н и й м е ж д у х а р а к т е р и с т и к а м и п р о ч н о с т и с л е д у е т п р о в о д и т ь н а т е х у ч а с т
к а х т е м п е р а т у р н о г о д и а п а з о н а , г д е п р о ч н о с т ь к о н т р о л и р у е т с я о д и н а к о в ы м и
м е х а н и з м а м и и л и п о к р а й н е й м е р е н е п р о и с х о д и т с м е н ы п о с л е д н и х ( д л я
к о м п о з и ц и о н н о г о м а т е р и а л а М Д К - 3 - э т о у ч а с т к и 2 9 0 . 4 2 0 К , 4 2 0 . 7 0 0 К ,
7 0 0 . . . 9 0 0 К и 9 0 0 . . . 1 0 7 0 К ) .
Ц е л ь ю к о р р е л я ц и о н н о г о а н а л и з а я в л я е т с я у с т а н о в л е н и е ф у н к ц и о н а л ь
н о й с в я з и м е ж д у т в е р д о с т ь ю и п р е д е л о м п р о ч н о с т и о в , а т а к ж е у с л о в н ы м
п р е д е л о м т е к у ч е с т и о 0 2. Э м п и р и ч е с к и е р а с п р е д е л е н и я о в и о 0 2 ( р и с . 3 )
п р е д с т а в л я ю т с о б о й с о в о к у п н о с т ь т о ч е к н а п л о с к о с т и , к о о р д и н а т ы к о т о р ы х
с о о т в е т с т в у ю т з н а ч е н и я м у к а з а н н ы х х а р а к т е р и с т и к п р и р а з л и ч н ы х ф и к с и
ISSN 0556-171Х. Проблемыг прочности, 2005, № 4 117
В. А. Борисенко, В. В. Бухановский, Н. И. Гречанюк и др.
р о в а н н ы х т е м п е р а т у р а х . К а к в и д н о , п о л я к о р р е л я ц и и и м е ю т н е с к о л ь к о
у ч а с т к о в , к а ж д ы й и з к о т о р ы х д о с т а т о ч н о х о р о ш о о п и с ы в а е т с я л и н е й н о й
ф у н к ц и е й р е г р е с с и и . П р и ч е м т а к о й в и д ф у н к ц и и п о л н о с т ь ю у д о в л е т в о р я е т
т е о р е т и ч е с к и м в ы к л а д к а м о л и н е й н о й з а в и с и м о с т и м е ж д у т в е р д о с т ь ю и
х а р а к т е р и с т и к а м и п р о ч н о с т и . Т е м п е р а т у р н ы е и н т е р в а л ы д л я э т и х у ч а с т к о в ,
к а к и с л е д о в а л о о ж и д а т ь , с о в п а д а ю т с и н т е р в а л а м и о т д е л ь н ы х м е х а н и з м о в и
п р о ц е с с о в п л а с т и ч е с к о й д е ф о р м а ц и и .
Т а б л и ц а 4
Эмпирические коэффициенты регрессии а, Ь характеристик прочности
на твердость композиционного материала МДК-3
Вид связи Т , К а Ь Коэффициент корреляции
а в - Н У 290...420 0,170 339 1,0
420...700 0,388 57 0,996
700...900 0,586 - 3 7 1,0
900...1070 0,597 - 4 5 1,0
ао,2 - Н У 290...420 0,139 345 1,0
420...700 0,353 60 0,996
700...900 0,495 - 20 1,0
900...1070 0,548 - 44 1,0
а в, а 0>2 , МПа
Рис. 3. Поле корреляции и линии регрессии характеристик прочности на твердость микро-
слойного композиционного материала МДК-3 в условиях температур: □ - а в — Н У ; О -
ао,2 - Н У .
118 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 4
Температурные зависимости статических механических свойств
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а к о э ф ф и ц и е н т о в к о р р е л я ц и и и к о э ф ф и ц и е н т о в р е
г р е с с и и л и н е й н о й ф у н к ц и и в и д а y = ax + b , о п и с ы в а ю щ е й о т д е л ь н ы е у ч а с т
к и э м п и р и ч е с к о г о р а с п р е д е л е н и я , п р и в е д е н ы в т а б л . 4 .
В ы в о д ы
1 . Э к с п е р и м е н т а л ь н о у с т а н о в л е н ы з а к о н о м е р н о с т и и з м е н е н и я х а р а к т е
р и с т и к с т а т и ч е с к о й п р о ч н о с т и и т в е р д о с т и м и к р о с л о й н о г о к о м п о з и ц и о н
н о г о м а т е р и а л а М Д К - 3 с и с т е м ы C u - Z r - Y - M o в ш и р о к о м д и а п а з о н е т е м п е
р а т у р , а т а к ж е к о р р е л я ц и о н н ы е с в я з и м е ж д у н и м и .
2 . И з м е н е н и е х а р а к т е р и с т и к п р о ч н о с т и ( п р е д е л п р о ч н о с т и , у с л о в н ы й
п р е д е л т е к у ч е с т и и т в е р д о с т ь ) п р и н а г р е в е к о н т р о л и р у е т с я о д н и м и и т е м и
ж е м е х а н и з м а м и , т е м п е р а т у р н ы е о б л а с т и д е й с т в и я к о т о р ы х с о в п а д а ю т
3 . О п р е д е л е н ы к о э ф ф и ц и е н т ы у р а в н е н и й р е г р е с с и и , с в я з ы в а ю щ и е т в е р
д о с т ь с д р у г и м и х а р а к т е р и с т и к а м и п р о ч н о с т и э л е к т р о к о н т а к т н о г о м а т е р и
а л а М Д К - 3 , д л я к а ж д о г о и н т е р в а л а т е м п е р а т у р .
Р е з ю м е
В и в ч е н о с т р у к т у р у , т в е р д і с т ь , к о р о т к о ч а с н у м і ц н і с т ь і п л а с т и ч н і с т ь м і к р о -
ш а р о в о г о к о м п о з и ц і й н о г о н а н о м а т е р і а л у с и с т е м и м і д ь - ц и р к о н і й - і т р і й - м о -
л і б д е н , щ о о т р и м а н и й з а м е т о д о м е л е к т р о н н о - п р о м е н е в о г о в и п а р у в а н н я і
п о ш а р о в о ї к о н д е н с а ц і ї з п а р о в о ї ф а з и , в д і а п а з о н і т е м п е р а т у р 2 9 0 . . . 1 0 7 0 К .
У с т а н о в л е н о к о р е л я ц і й н і з а л е ж н о с т і м і ж т в е р д і с т ю і х а р а к т е р и с т и к а м и м і ц
н о с т і к о м п о з и т а .
1 . Мовчан Б. А., Малашенко И. С. Ж а р о с т о й к и е п о к р ы т и я , о с а ж д а е м ы е в
в а к у у м е . - К и е в : Н а у к . д у м к а , 1 9 8 3 . - 2 3 0 с .
2 . Grechanyuk N., M amuzich I., апй Shpak P. M o d e r n e l e c t r o n - b e a m
t e c h n o l o g i e s o f m e l t i n g a n d e v a p o r a t i o n o f m a t e r i a l s i n v a c u u m , u s e d b y
“ G e k o n t ” - c o m p a n y , U k r a i n e / / M e t a l u r g i j a . - 2 0 0 2 . - 4 1 , N o . 2 . - P . 1 2 5 -
1 2 8 .
3 . Grechanyuk N., Osokin V., Grechanyuk I., et al. S t r u c t u r e a n d p h y s i c a l -
m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o m p o s i t e , c o n d e n s i n g f r o m a s t e a m p h a s e
m a t e r i a l s C u - Z r - Y - M o i n a w i d e r a n g e o f t e m p e r a t u r e s / / I b i d . - N o . 3 . -
P . 2 2 8 - 2 2 9 .
4 . Гречанюк H. И., Осокин В. А., Афанасьев И. Б. и др. Э л е к т р о н н о
л у ч е в а я т е х н о л о г и я п о л у ч е н и я м а т е р и а л о в д л я э л е к т р и ч е с к и х к о н
т а к т о в / / Э л е к т р и ч е с к и е к о н т а к т ы и э л е к т р о д ы . - К и е в : И н - т п р о б л .
м а т е р и а л о в е д е н и я и м . И . Н . Ф р а н ц е в и ч а , 1 9 9 8 . - С . 5 1 - 6 6 .
5 . Испытательная т е х н и к а : С п р а в о ч н и к в 2 т . / П о д о б щ . р е д . В . В .
К л ю е в а . - М . : М а ш и н о с т р о е н и е , 1 9 8 2 . - Т . 2 . - 5 7 0 с .
6 . ГО СТ 9651-84. М е т а л л ы . М е т о д ы и с п ы т а н и й н а р а с т я ж е н и е п р и п о в ы
ш е н н ы х т е м п е р а т у р а х . - В в е д . 0 1 . 0 1 . 8 6 .
7 . Алексюк М. М., Борисенко В. А., Кращенко В. П. М е х а н и ч е с к и е и с п ы
т а н и я п р и в ы с о к и х т е м п е р а т у р а х . - К и е в : Н а у к . д у м к а , 1 9 8 0 . - 2 0 8 с .
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2005, № 4 119
В. А. Борисенко, В. В. Бухановский, Н. И. Гречанюк и др.
8 . Д С Т У 2434-94. М е т о д в и з н а ч е н н я в и с о к о т е м п е р а т у р н о ї т в е р д о с т і в д а в
л ю в а н н я м п і р а м і д а л ь н о г о т а б і ц и л і н д р и ч н о г о і н д е н т о р а / В . О . Б о р и
с е н к о , О . Б . О к с а м е т н а . - Ч и н н и й з 0 1 . 0 1 . 9 5 .
9 . Андриевский Р. А., Глезер А. М. Р а з м е р н ы е э ф ф е к т ы в н а н о к р и с т а л -
л и ч е с к и х м а т е р и а л а х . I I . М е х а н и ч е с к и е и ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а / / Ф и
з и к а м е т а л л о в и м е т а л л о в е д е н и е . - 2 0 0 0 . - 8 9 , № 1. - С . 9 1 - 1 1 2 .
1 0 . Борисенко В. А. Т в е р д о с т ь и п р о ч н о с т ь т у г о п л а в к и х м а т е р и а л о в п р и
в ы с о к и х т е м п е р а т у р а х . - К и е в : Н а у к . д у м к а , 1 9 8 4 . - 2 1 2 с .
1 1 . Borisenko V. A. and Krashchenko V. P. T e m p e r a t u r e d e p e n d e n c e s o f h a r d n e s s
o f g r o u p I B M e t a l s / / A c t a M e t . - 1 9 7 7 . - 2 5 , N o . 3 . - Р . 2 5 1 - 2 5 6 .
1 2 . Кращенко В. П., Стаценко В. Е. В л и я н и е т е м п е р а т у р ы и с к о р о с т и
д е ф о р м и р о в а н и я н а о с н о в н ы е п р о ц е с с ы , к о н т р о л и р у ю щ и е п р о ч н о с т ь
м е д и / / П р о б л . п р о ч н о с т и . - 1 9 8 1 . - № 4 . - С . 7 8 - 8 3 .
1 3 . Печковский Э. П. Ф и з и ч е с к о е о б о с н о в а н и е д и а г р а м м ы и с т и н н а я д е ф о р
м а ц и я - т е м п е р а т у р а п о л и к р и с т а л л и ч е с к и х О Ц К - м е т а л л о в / / Т а м ж е . -
2 0 0 0 . - № 4 . - С . 1 0 4 - 1 1 8 .
Поступила 05. 02. 2004
120 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2005, № 4
|