Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов

Листовые молибденовые сплавы в деформированном состоянии обладают четко выраженной анизотропией механических характеристик. Анизотропия упругих, прочностных и пластических характеристик обусловлена кристаллографической и структурной текстурами, сформированными в сплавах в процессе прокатки. Ма...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Задерий, Б.А., Котенко, С.С., Маринченко, А.Е., Полищук, Е.П., Ющенко, К.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2005
Назва видання:	Проблемы прочности
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47832
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов / Б.А. Задерий, С.С. Котенко, А.Е. Маринченко, Е.П. Полищук, К.А. Ющенко // Проблемы прочности. — 2005. — № 6. — С. 26-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-47832
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-478322025-02-23T19:52:19Z Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов Anisotropy of mechanical characteristics of deformed molybdenum alloy sheet Задерий, Б.А. Котенко, С.С. Маринченко, А.Е. Полищук, Е.П. Ющенко, К.А. Научно-технический раздел Листовые молибденовые сплавы в деформированном состоянии обладают четко выраженной анизотропией механических характеристик. Анизотропия упругих, прочностных и пластических характеристик обусловлена кристаллографической и структурной текстурами, сформированными в сплавах в процессе прокатки. Максимальные значения предела текучести, независимо от химического состава молибденового сплава, отмечаются для образцов, вырезанных поперек прокатки. Что касается характеристик пластичности, то в этом случае не наблюдается определенной зависимости. Для одних сплавов максимальные значения относительного удлинения достигаются для образцов, вырезанных вдоль прокатки, для других - под углом 45° к направлению прокатки. Предложен тензориальный критерий, позволяющий описать полную кривую характеристик прочности или упругости в плоскости листа. Описание кривой анизотропии предела текучести с использованием текстурного анализа не привело к положительному результату, в то время как характер изменения модуля упругости может быть с достаточной точностью описан с помощью такого анализа. Листові молібденові сплави в деформованому стані мають чітко виражену анізотропію механічних характеристик. Анізотропія пружних, міцнісних та пластичних характеристик зумовлена кристалографічною і структурною текстурами, що сформовані в сплавах у процесі прокатки. Максимальні значення границі текучості, незалежно від хімічного складу молібденового сплаву, отримано для зразків, вирізаних поперек до напрямку прокатки. Що стосується характеристик пластичності, то в цьому випадку не спостерігається певної залежності. Для одних сплавів максимальні значення відносного подовження отримано на зразках, вирізаних вздовж прокатки, для інших - під кутом 45° до напрямку прокатки. Запропоновано тензоріальний критерій, що дозволяє описати повну криву характеристик міцності або пружності в площині листа. Опис кривої анізотропії границі текучості з використанням текстурного аналізу не призвів до позитивного результату, в той час як характер зміни модуля пружності можно з достатньою точністю описати за допомогою цього аналізу. Molybdenum alloy sheets in deformed state are characterized by strongly pronounced anisotropy of mechanical characteristics. Anisotropy of elastic, strength and plastic characteristics is related to crystallographic and structural textures formed in these alloys during the rolling process. The yield stress maximal values, irrelevant of the molybdenum alloy chemical composition, are intrinsic of specimens manufactured with working part axis normal to the rolling direction. As for the plastic characteristics, no unambiguous dependences are observed. For some alloys, the maximal values of relative extension are attained in specimens with working part axis parallel to the rolling direction, for other alloys - with working part axis located at angle 45° to the rolling direction. We propose a tensorial criterion, which makes it possible to describe the complete curve of strength or elastic characteristics in the sheet plane. While texture analysis failed to provide adequate description of the yield stress anisotropy curve anis, such analysis quite precisely described the elastic modulus variation behavior. 2005 Article Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов / Б.А. Задерий, С.С. Котенко, А.Е. Маринченко, Е.П. Полищук, К.А. Ющенко // Проблемы прочности. — 2005. — № 6. — С. 26-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47832 669.01:669.018.4:539.4 ru Проблемы прочности application/pdf Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Задерий, Б.А. Котенко, С.С. Маринченко, А.Е. Полищук, Е.П. Ющенко, К.А. Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов Проблемы прочности
description	Листовые молибденовые сплавы в деформированном состоянии обладают четко выраженной анизотропией механических характеристик. Анизотропия упругих, прочностных и пластических характеристик обусловлена кристаллографической и структурной текстурами, сформированными в сплавах в процессе прокатки. Максимальные значения предела текучести, независимо от химического состава молибденового сплава, отмечаются для образцов, вырезанных поперек прокатки. Что касается характеристик пластичности, то в этом случае не наблюдается определенной зависимости. Для одних сплавов максимальные значения относительного удлинения достигаются для образцов, вырезанных вдоль прокатки, для других - под углом 45° к направлению прокатки. Предложен тензориальный критерий, позволяющий описать полную кривую характеристик прочности или упругости в плоскости листа. Описание кривой анизотропии предела текучести с использованием текстурного анализа не привело к положительному результату, в то время как характер изменения модуля упругости может быть с достаточной точностью описан с помощью такого анализа.
format	Article
author	Задерий, Б.А. Котенко, С.С. Маринченко, А.Е. Полищук, Е.П. Ющенко, К.А.
author_facet	Задерий, Б.А. Котенко, С.С. Маринченко, А.Е. Полищук, Е.П. Ющенко, К.А.
author_sort	Задерий, Б.А.
title	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
title_short	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
title_full	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
title_fullStr	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
title_full_unstemmed	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
title_sort	анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов
publisher	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Научно-технический раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47832
citation_txt	Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов / Б.А. Задерий, С.С. Котенко, А.Е. Маринченко, Е.П. Полищук, К.А. Ющенко // Проблемы прочности. — 2005. — № 6. — С. 26-34. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Проблемы прочности
work_keys_str_mv	AT zaderijba anizotropiâmehaničeskihharakteristikdeformirovannyhlistovmolibdenovyhsplavov AT kotenkoss anizotropiâmehaničeskihharakteristikdeformirovannyhlistovmolibdenovyhsplavov AT marinčenkoae anizotropiâmehaničeskihharakteristikdeformirovannyhlistovmolibdenovyhsplavov AT poliŝukep anizotropiâmehaničeskihharakteristikdeformirovannyhlistovmolibdenovyhsplavov AT ûŝenkoka anizotropiâmehaničeskihharakteristikdeformirovannyhlistovmolibdenovyhsplavov AT zaderijba anisotropyofmechanicalcharacteristicsofdeformedmolybdenumalloysheet AT kotenkoss anisotropyofmechanicalcharacteristicsofdeformedmolybdenumalloysheet AT marinčenkoae anisotropyofmechanicalcharacteristicsofdeformedmolybdenumalloysheet AT poliŝukep anisotropyofmechanicalcharacteristicsofdeformedmolybdenumalloysheet AT ûŝenkoka anisotropyofmechanicalcharacteristicsofdeformedmolybdenumalloysheet
first_indexed	2025-11-24T19:09:36Z
last_indexed	2025-11-24T19:09:36Z
_version_	1849699993445728256
fulltext	УДК 669.01:669.018.4:539.4 Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов Б. А. Задерийа, С. С. Котенкоа, А. Е. Маринченко6, Е. П. Полищука, К. А. Ющенкоа а Институт электросварки им. Е. О. Патоиа НАН Украины, Киев, Украина 6 Национальный авиационный университет, Киев, Украина Листовые молибденовые сплавы в деформированном состоянии обладают четко выражен ной анизотропией механических характеристик. Анизотропия упругих, прочностных и плас тических характеристик обусловлена кристаллографической и структурной текстурами, сформированными в сплавах в процессе прокатки. Максимальные значения предела теку чести, независимо от химического состава молибденового сплава, отмечаются для образ цов, вырезанных поперек прокатки. Что касается характеристик пластичности, то в этом случае не наблюдается определенной зависимости. Для одних сплавов максимальные зна чения относительного удлинения достигаются для образцов, вырезанных вдоль прокатки, для других - под углом 45° к направлению прокатки. Предложен тензориальный критерий, позволяющий описать полную кривую характеристик прочности или упругости в плоскости листа. Описание кривой анизотропии предела текучести с использованием текстурного анализа не привело к положительному результату, в то время как характер изменения модуля упругости может быть с достаточной точностью описан с помощью такого анализа. Ключевые слова : молибденовые сплавы, анизотропия, характеристики проч ности и пластичности, модуль упругости, кристаллографическая текстура, хладноломкость. Деформационная анизотропия возникает в листовых молибденовых сплавах в результате пластической деформации в процессе обработки давле нием (прокатка). Физико-механические характеристики, обусловленные плас тической деформацией металла, не являются постоянными в разных направ лениях, т.е. анизотропны. Это объясняется изменением величины касательных напряжений, действующих по различно ориентированным площадкам и обусловливающих неоднозначную степень пластической деформации. При этом наибольшие различия следует ожидать не между продольными и по перечными (по отношению к направлению прокатки) напряжениями, а между продольными и диагональными. Оценка степени анизотропии материала, пре терпевшего направленную пластическую деформацию, например, в процессе прокатки, с точки зрения прочностных характеристик образцов, вырезанных вдоль и поперек прокатки, не только недостаточна, но и ошибочна, поскольку существенные различия между механическими свойствами часто наблюда ются для промежуточных направлений. В настоящей работе рассматривается плоскостная анизотропия меха нических характеристик тонколистовых молибденовых сплавов, химический состав которых приведен в таблице. Листы молибденовых сплавов были получены путем многопроходной горячей прокатки при температуре, которая на 100° С ниже температуры © Б. А. ЗАДЕРИЙ, С. С. КОТЕНКО, А. Е. МАРИНЧЕНКО, Е. П. ПОЛИЩУК, К. А. ЮЩЕНКО, 2005 26 Й'ОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 Анизотропия механических характеристик рекристаллизации данных сплавов. Конечная толщина листа составляла 1,2 мм, суммарная степень деформации в процессе прокатки - 88%. Механические характеристики при одноосном растяжении определяли на образцах, вырезанных из листа под различными углами к направлению прокатки (НП). При этом образцы, вырезанные вдоль направления прокатки, составляли с направлением прокатки угол 0°, образцы, вырезанные поперек направления прокатки (ПН), - 90°. Температура хладноломкости оценива лась минимальной температурой, при которой все образцы выдерживали изгиб на 90° без разрушения. Химический состав (мае. %) молибденовых сплавов Сплав гг ИГ Яе А1 N1 В С 02 N2 ЦМ-10 - - - 0,007 - 0,002 0,003 0,002 0,005 МИ-5 - - 4,5 - - 0,002 0,003 0,002 0,0004 ЦМ-6 0,01 - - - - 0,002 0,003 0,002 0,005 ЦМ-12 0,12 0,15 - - 0,04 0,002 0,003 0,002 0,0006 На рис. 1 показано изменение предела текучести и модуля упругости листовых молибденовых сплавов в зависимости от ориентации продольной оси образца относительно направления прокатки исходного листа. Для всех молибденовых сплавов четко прослеживается анизотропия прочностных и упругих свойств в плоскости листа. При этом максимальные значения предела текучести получены для образцов, вырезанных в поперечном на правлении, минимальные - для образцов, вырезанных под углом 45° к направлению прокатки. Наибольшие значения модуля упругости соответст вуют образцам, вырезанным под углом 45°. Если оценивать анизотропность листовых молибденовых сплавов по коэффициенту анизотропии, определенному как отношение максимального значения предела текучести к его минимальному значению, то их можно расположить в следующем порядке: ЦМ-10, ЦМ-6, ЦМ-12, МИ-5 (коэффи циент анизотропии составляет 1,37; 1,28; 1,13; 1,07 соответственно). Как следует из этих данных, среди молибденовых сплавов наибольшей анизо тропией предела прочности обладает наименее легированный сплав ЦМ-10. С увеличением в сплаве содержания легирующих элементов коэффициент анизотропии прочностных характеристик снижается. Молибденовый сплав МИ-5, содержащий 4,5% Яе, даже после прокатки с суммарной степенью пластической деформации 88%, практически остается изотропным. По-види мому, различие в степени анизотропности молибденовых сплавов следует искать в количественном соотношении компонент кристаллографической текстуры деформации. Так, в сплаве ЦМ-10 в деформированном состоянии основными компонентами текстуры являются компоненты (001) [110], (112) [110] и (111) [110], [112], причем преобладает первая компонента. С увели чением содержания в сплаве легирующих элементов циркония, гафния и рения плотность текстурной компоненты (001) [110] снижается. В сплаве МИ-5 преобладает компонента кристаллографической текстуры (111) [110]. ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 27 Б. А. Задерий, С. С. Котенко, А. Е. Маринченко и др. Рис. 1. Кривые анизотропии предела текучести (а) и модуля упругости (б) листовых молибденовых сплавов ЦМ-10 (О), ЦМ-6 (•), МИ-5 (А), ЦМ-12 (А). На рис. 2 представлено изменение относительного удлинения и темпе ратуры хладноломкости молибденовых сплавов в зависимости от ориен тации продольной оси образца относительно направления прокатки. Как и в предыдущем случае, указанные характеристики обнаруживают четкую ори ентационную зависимость. Следует, однако, отметить, что в зависимости от степени легирования молибдена характер изменения пластических харак теристик с ростом угла ориентации продольной оси образца относительно направления прокатки не постоянен, как это наблюдалось для предела текучести и модуля упругости. Для легированного цирконием сплава ЦМ-6 максимальное значение относительного удлинения и минимальная величина температуры хладноломкости соответствуют образцом, вырезанным в про дольном направлении, а наиболее хрупкими являются образцы, вырезанные под углом 45° к направлению прокатки. При этом относительное удлинение для данных образцов составляет 32% и 0, а температура хладноломкости - 55 и 120°С соответственно. Образцы сплава ЦМ-12, вырезанные в продоль ном направлении, остаются наиболее пластичными, минимальные значения характеристик пластичности соответствуют образцам, вырезанным поперек прокатки. И наконец, сплав МИ-5 остается практически изотропным по характеристике температуры хладноломкости, относительное удлинение до стигает 62% для образцов, вырезанных под углом 45°. Представленные на рис. 1, 2 данные свидетельствуют, что деформи рованные в процессе прокатки листы молибденовых сплавов обладают четко выраженной анизотропией механических свойств. Для определения адекват ной характеристики поведения конструкции из молибденовых сплавов в условиях реально действующих напряжений необходимо располагать пол ной картиной ориентационной зависимости механических характеристик в плоскости листа. При построении кривой ориентационной зависимости предела текучести следует проводить многочисленные испытания, что явля ется трудоемким и длительным процессом. Поэтому авторами предпринята 28 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 Анизотропия механических характеристик попытка установить зависимость механических характеристик от ориен тации продольной оси образца в плоскости листа относительно направления прокатки с помощью расчетного метода. Из вышеприведенных данных (рис. 1, 2) видно, что листы молибде новых сплавов в плоскости прокатки - это ортогонально анизотропные материалы. Линии пересечения плоскостей симметрии являются осями сим метрии второго порядка: поворот фигуры на половину окружности вокруг такой оси приводит к полному совмещению всех ее точек. В этом случае для описания одним уравнением всей кривой анизотропии предела текучести необходимо использовать феноменологический подход, согласно которому совместно рассматриваются предельные состояния, имеющие различную физическую природу. При феноменологическом подходе напряжения о х, о у , о ху, действующие по опасной площадке образца, рассматриваются совместно, а не каждое в отдельности. 5, % тх,°с Рис. 2. Кривые анизотропии относительного удлинения (а) и температуры хладноломкости (б) молибденовых сплавов ЦМ-10 (О), ЦМ-6 (•), МИ-5 (А), ЦМ-12 (А). Феноменологический критерий прочности не должен содержать ника ких ограничений относительно механизма разрушения или характера пре дельного состояния. Для анизотропных тел с использованием указанного подхода появляется возможность применения общего условия прочности для материалов, разных по составу и технологии получения, но одинаковых по симметрии свойств, а также для материалов со значительной анизо тропией, для которых одно и то же напряженное состояние может привести к разным по физической природе предельным состоянием, если изменяются знаки напряжений или их ориентация. Аппроксимирующий полином при этом подбирается в такой форме, чтобы его можно было представить в виде совместного инварианта тензора напряжений и некоторого тензора, содер жащего характеристики прочности материала. Наиболее общая формулировка феноменологического критерия проч ности анизотропных тел предложена в виде полиномов от компонент тен зора напряжений [1, 2]. В работе [3] получен инвариантный критерий, ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 29 Б. А. Задерий, С. С. Котенко, А. Е. Маринченко и др. основанный на феноменологическом подходе к явлению разрушения и позво ляющий при одноосном напряженном состоянии удовлетворительно описать закономерности изменения предельного напряжения в зависимости от ори ентации вектора напряжений в анизотропном материале. В сокращенной тензорной записи полиномиальный критерий четвертой степени имеет следующий вид: а1к1т 7 1к 7 1т ( 7 1к ̂ 1к ) 7 1к 7 1т 2 1/2 = 0. (1) В развернутой форме для плоского напряженного состояния в плос кости ХОУ (плоскости деформированного прокаткой молибденового листа) полиномиальный критерий принимает вид: 2 4 2 4 2 4 2 2 2 2 а1111° 11 + а 2222 7 22 + 16а 1212 7 12 + 2а 1111а 2222 7 117 22 + 4а1122 7 117 22 + + 4а 1111а 1122 7 117 22 + 4а1122 а 2222 7 117 22 + 8а1111а 1212 7 П7 22 + + 8а2222а 12127 22 ^ 22 + 16а1122а 12127 117 22^ 22 _ 7 П _ 7 22 _ 7 127 22 = 0 (2) При одноосном растяжении вдоль направления прокатки 7 ц = 7 х - предел прочности или предел текучести вдоль оси X , все остальные состав ляющие напряжения будут равны нулю, т.е. 7 22 = 7 12 = 0. Подставив 7 ц = = 7 Х и 7 22 = 7 12 = 0 в (2), получим 1 а 1111 = ~ Г ~' (2) Аналогично выясняется смысл остальных коэффициентов. Все компо ненты с четырьмя одинаковыми значками относятся к одноосному растяже нию: _ 1 а НН 7 в1 Таким образом, для плоского напряженного состояния также легко выясняется физический смысл компонент а ^ к , для которых 1 а Шк = ~ , (5) Г вк где Г в1к - предел прочности при чистом сдвиге, когда между осями сим метрии I и к происходит изменение прямого угла. Компоненты тензора прочности а1Ш не имеют ясной физической интер претации, поэтому обозначаются условно Б с двумя индексами, соответ ствующими плоскости симметрии, для которой они определяются. 30 1ББМ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 Анизотропия механических характеристик Таким образом, для плоского напряженного состояния в одной из плоскостей симметрии I и к ортогонального анизотропного материала уравнение поверхности прочности в форме полиномиального критерия чет вертой степени принимает следующий вид: а,- - + а г - + а„,- а вк 1 ik ' вік + а іа kS ik 2 2 2 2 n - а і - а к - а ik ik = о, (6) 22 где о 1, о к , о к - напряжения, действующие по площадкам симметрии материала, перпендикулярным к осям симметрии I и к; о в , о вк, г в1к - пределы прочности материала. Если положить I = х, к = у для одноосного растяжения образцов, раз лично ориентированных в плоскости ХОУ, то получим уравнение, описыва ющее зависимость предела текучести о 0 2 от ориентации продольной оси образца относительно направления прокатки. Величины о х, о у , о выразим через о 02 и после подстановки в полиномиальный критерий получим і 4 • 4 /1 cos a sm а 2 2 ---- _ ----------- \------------Ъ sm a cos а а 0,2 а 0,2х а 0,2 у 4 1 1 Vа 0,2ху а 0,2х а 0,2у j (7) Если положить о 0,2* = о 0,2, о 0,2у = о0°2, оо,2ху = оЦд, то формулу (7) можно преобразовать в виде, более удобном для расчетов: а 0,2 1------ = -------------------------------------- (О) а{]2 cos4 а + b sin2 2 a + c sin4 a ’ где b = а 0,2 1\ c а 0,2 а 45 0,2 С = а 90 0,2 0 0 4 На рис. 3,a представлена ориентационная зависимость предела текучести образцов молибденового сплава ЦМ-10, различно ориентированных в плос кости листа. Там же нанесены точки, полученные путем расчета по формуле (8). Видно, что формула (8), называемая “тензориальной”, хорошо описы вает всю кривую изменения относительного предела текучести О 02 / ° 0 2 в зависимости от ориентации продольной оси образца относительно направ ления прокатки исходного молибденового сплава. Деформированные прокаткой молибденовые сплавы имеют четко выра женную кристаллографическую текстуру [4], основными компонентами ко торой являются компоненты (001) [110], (112) [110] и (111) [uvw]. Поэтому естественно связать анизотропию прочностных и упругих характеристик с ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2005, № 6 31 Б. А. Задерий, С. С. Котенко, А. Е. Маринченко и др. кристаллографической ориентировкой зеренной структуры этих материалов. Такая связь обусловлена также ориентационной зависимостью упругих и прочностных характеристик для монокристаллов молибдена. Для монокристаллов молибдена в общем случае ориентационная зави симость модуля упругости Е может быть выражена следующим образом [5]: Е = (С „ - 2С 12) “ 4 А(“ 2“ 2 + “ 2“ 3 + “ 2“ 2)' (9> где С гу - упругие постоянные; их значения для молибдена получены в работе [6]: С п = 4,661 -10-2 ГПа; С 12 = 1,626-10“ 2 ГПа и С 44 = 41,095-10“ 2 ГПа; А - анизотропный фактор Зинера, А = 2С 44 С 11 - С -1 . 12 (10) В действительности каждой кристаллографической плоскости (Нк/) ку бического кристалла однозначно соответствует ряд Фурье разложения функ ции анизотропии Поэтому метод оценки влияния текстурных состав ляющих на анизотропию упругих и прочностных характеристик основан на сравнении разложения в ряд Фурье экспериментальной зависимости 1/ Е = / (<р ) и функции ^ = / (<р ) для идеальных ориентировок, найденных из полюсных фигур. При этом угол р для функции анизотропии Ф" отсчитывается от направления [кНо] монокристалла. <т„.з, МПа 0°НП Рис. 3. Ориентационная зависимость предела текучести (а) и модуля упругости (6) молиб денового сплава ЦМ-10 в плоскости листа. (а: О - экспериментальные данные; • - расчет по тензорному критерию; А - расчет по кристаллографической текстуре; 6: • - экспери ментальные данные; О - расчет для текстуры типа (001) [110]; А - то же, (111) [иvw]; А - то же, (001) [210]; □ - то же, (112) [110].) 32 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2005, № 6 Анизотропия механических характеристик В деформированном прокаткой молибденовом сплаве плоскости (hkl) располагаются симметрично относительно кристаллографического направ ления, совпадающего с направлением прокатки. Поскольку эксперименталь ные кривые 1/ E = f (р ) получены в условиях отсчета угла р от НП, при анализе текстуры молибденовых листов расчетные ряды W = f (р ) для плоскостей (hkl) были преобразованы для новых направлений, совпадающих с направлением прокатки. Заметим также, что непосредственное сравнение рядов Фурье экспериментальной зависимости 1/ E = f (р ) с функцией W = = f (р ) может привести к некоторой неточности при интерпретации текс туры. Чтобы из всех ориентировок, определенных из полюсных фигур, выбрать те, которые могут быть ответственными за реальную анизотропию упругих свойств молибденового листа, следует сравнивать эксперименталь ные ряды для функций 1/ E = f (р ) с теоретическими рядами W для различ ных идеальных ориентировок. На вид функции анизотропии будет влиять рассеяние текстуры, которая, в свою очередь, сильно влияет на абсолютные значения амплитуд гармоник разложения в ряд функции 1/ E = f (р ). Однако отношение амплитуд гармоник при этом изменяется несущественно. По этому при оценке вклада в общую анизотропию упругих свойств отдельных ориентировок анализировались не абсолютные значения амплитуд гармо ник, а их отношения. Оценка модуля упругости по текстурным компонентам (рис. 3,6) пока зала, что текстурная компонента (111) [uvw] является изотропной и не может быть ответственной за уровень анизотропии материала. Действительно, сплав МИ-5, для которого преимущественной компонентой текстуры есть компо нента (111) [110] и [112], является изотропным относительно модуля упру гости. В то же время текстурные компоненты типа (001) [110], (001) [210] и (112) [110] обнаруживают заметную ориентационную зависимость модуля упругости (рис. 3,6). При этом оцениваемый по текстурным составляющим характер ориентационной зависимости модуля упругости, определенный экспериментально для различных молибденовых сплавов, одинаков. Следо вательно, анизотропия модуля упругости деформированных прокаткой мо либденовых листов обусловлена в основном наличием в последних четко выраженной кристаллографической текстуры. Что касается предела текучести (рис. 3,а), то в этом случае вклад кристаллографической текстуры в анизотропию этой характеристики не столь значителен. Скорее всего, анизотропия прочностных характеристик в первую очередь обусловлена не кристаллографической, а структурной текс турой, т.е. существенной вытянутостью зерен в направлении прокатки и сильной сплющенностью в нормальном направлении. В ы в о д ы 1. Молибденовые сплавы в деформированном состоянии обладают четко выраженной анизотропией механических характеристик в плоскости листа. 2. Предложен тензориальный критерий, позволяющий с достаточной степенью точности описать полную кривую анизотропии предела текучести и модуля упругости в плоскости листа. ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2005, № 6 33 Б. А. Задерий, С. С. Котенко, А. Е. Маринченко и др. 3. Анализ кристаллографической текстуры позволяет рассчитать анизо тропию модуля упругости. Для описания анизотропии прочностных харак теристик он не может быть использован с достаточной точностью. Р е з ю м е Листові молібденові сплави в деформованому стані мають чітко виражену анізотропію механічних характеристик. Анізотропія пружних, міцнісних та пластичних характеристик зумовлена кристалографічною і структурною текстурами, що сформовані в сплавах у процесі прокатки. Максимальні значення границі текучості, незалежно від хімічного складу молібденового сплаву, отримано для зразків, вирізаних поперек до напрямку прокатки. Що стосується характеристик пластичності, то в цьому випадку не спостеріга ється певної залежності. Для одних сплавів максимальні значення віднос ного подовження отримано на зразках, вирізаних вздовж прокатки, для інших - під кутом 45° до напрямку прокатки. Запропоновано тензоріальний критерій, що дозволяє описати повну криву характеристик міцності або пружності в площині листа. Опис кривої анізотропії границі текучості з використанням текстурного аналізу не призвів до позитивного результату, в той час як характер зміни модуля пружності можно з достатньою точністю описати за допомогою цього аналізу. 1. By Э. М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред // Механика композиционных материалов. - М.: Мир, 1978. - Т. 2. - 563 с. 2. Малмейстер А. К. Геометрия теории прочности // Механика полимеров. - 1966. - № 4. - С. 519 - 527. 3. Ашкенази Е. К. К вопросу о геометрии теории прочности // Там же. - 1967. - № 4. - С. 703 - 707. 4. Задерий Б. А., Котенко С. С., Маринченко А. Е. и др. Формирование кристаллографической текстуры сварных соединений молибденовых сплавов // Автомат. сварка. - 2002. - № 11. - С. 24 - 28. 5. Трефилов B. И., Милъман Ю. B., Иващенко Р. К. и др. Структура, текстура и механические свойства деформированных сплавов молибде на / Под общ. ред. В. И. Трефилова. - Киев.: Наук. думка, 1983. - 232 с. 6. Davidson D. L. and Brotzen F. R. Elastic constants of molybdenum rich-rhenium alloys in the temperature range —190 to 100°C // J. Appl. Phys. - 1968. - 39, No. 12. - P. 5768 - 5775. Поступила 19. 12. 2003 34 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2005, № 6

Анизотропия механических характеристик деформированных листов молибденовых сплавов

Репозитарії

Схожі ресурси