Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле
Исследованы особенности параметров акустической эмиссии при пластической деформации сталей Ст3 и 1Х18Н9Т в магнитном поле. Впервые обнаружены новые акустоэмиссионные эффекты, вызванные воздействием магнитного поля. В случае стали Ст3 наложение магнитного поля в процессе растяжения образцов приводит...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86793 |
| 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: | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле / И.И. Папиров, П.И. Стоев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 1. — С. 81–89. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859661590335324160 |
|---|---|
| author | Папиров, И.И. Стоев, П.И. |
| author_facet | Папиров, И.И. Стоев, П.И. |
| citation_txt | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле / И.И. Папиров, П.И. Стоев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 1. — С. 81–89. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Исследованы особенности параметров акустической эмиссии при пластической деформации сталей Ст3 и 1Х18Н9Т в магнитном поле. Впервые обнаружены новые акустоэмиссионные эффекты, вызванные воздействием магнитного поля. В случае стали Ст3
наложение магнитного поля в процессе растяжения образцов приводит к существенному изменению спектра АЭ по амплитудам и устранению “зуба” текучести. На максимуме АЭ в области начала течения магнитное поле приводит к активации более мел-
ких дислокационных ансамблей с низкой амплитудой и существенному снижению роли
крупных дислокационных ансамблей с высокой амплитудой в деформацию материала.
Деформация в магнитном поле аустенитной стали Х18Н9Т приводит к дополнительной генерации сигналов АЭ, образованию перегиба на кривой общей суммы импульсов, связанного с α-мартенситным переходом, и существенному изменению характера самого спектра АЭ при испытании образцов в поле и без магнитного поля. Полученные результаты указывают на то, что главной причиной влияния магнитного поля на пластическую деформацию испытанных сталей является не изменение термоактивационных параметров пластического течения, а существенная перестройка дислокационных ансамблей, участвующих в этом процессе.
Дослiджено особливостi поведiнки параметрiв акустичної емiсiї при пластичнiй деформацiї
сталей Ст3 i 1Х18Н9Т у магнiтному полi. Вперше виявлено новi акустоемiсiйнi ефекти, що
викликанi дiєю магнiтного поля. У випадку сталi Ст3 накладення магнiтного поля в процесi
розтягування зразкiв призводить до iстотної змiни спектра акустичної емiсiї по амплiтудах та до усунення “зуба” текучостi. На максимумi АЕ в областi початку течiї магнiтне
поле приводить та до активацiї дрiбнiших дислокацiйних ансамблiв з низькою амплiтудою та iстотного зниження ролi крупних дислокацiйних ансамблiв з високою амплiтудою
у деформацiю матерiалу. Деформацiя в магнiтному полi аустенiтної сталi Х18Н9Т приводить до додаткової генерацiї сигналiв АЕ, утворення перегину на кривiй загальної суми
iмпульсiв, пов’язаного з α-мартенситним переходом, та суттєвої змiни характеру самого
спектра акустичної емiсiї при випробуваннi зразкiв у полi i без магнiтного поля. Отриманi
результати вказують на те, що головною причиною впливу магнiтного поля на пластичну
деформацiю випробуваних сталей є не змiна термоактивацiйних параметрiв пластичної
течiї, а iстотна перебудова дислокацiйних ансамблiв, що беруть участь у цьому процесi.
The features of the behavior of the acoustic emission parameters during a plastic deformation of
steels 3 and 1Kh18N9T in a magnetic field are studied. For the first time, new acoustic-emission
effects which are induced by a magnetic field are found. In the case of steel 3, the application of
a magnetic field in the process of deformation of the samples results in significant changes in the
spectrum of the amplitudes of acoustic emission signals and the elimination of the yield “tooth”. On
the maximum of the acoustic emission activity in the field of strains corresponding to the beginning
of flow of a metal, the magnetic field leads to the activation of smaller dislocation ensembles with
low amplitudes and a substantial reduction of the role of large-size dislocation ensembles with high
amplitude. The deformation in the magnetic field of austenitic steel 1Kh18N9T leads to the additional generation of acoustic signals, the formation of an inflection on the curve of the total sum of
pulses associated with the α-martensitic transformation, and a significant change of the spectrum
of acoustic emission signals at the test in a magnetic field and when the field is absent. The results
indicate that the main cause of the influence of a magnetic field on the plastic deformation of the tested steels is not a change in the parameters of thermal activation of a plastic flow, but a significant restructuring of the dislocation ensembles participating in the process.
|
| first_indexed | 2025-11-30T10:02:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2014
МАТЕРIАЛОЗНАВСТВО
УДК 620.111:620.172:620.179.14
И.И. Папиров, П.И. Стоев
Обнаружение и исследование акустоэмиссионных
эффектов при пластической деформации сталей
в магнитном поле
(Представлено академиком НАН Украины А.С. Бакаем)
Исследованы особенности параметров акустической эмиссии при пластической дефор-
мации сталей Ст3 и 1Х18Н9Т в магнитном поле. Впервые обнаружены новые акусто-
эмиссионные эффекты, вызванные воздействием магнитного поля. В случае стали Ст3
наложение магнитного поля в процессе растяжения образцов приводит к существенно-
му изменению спектра АЭ по амплитудам и устранению “зуба” текучести. На макси-
муме АЭ в области начала течения магнитное поле приводит к активации более мел-
ких дислокационных ансамблей с низкой амплитудой и существенному снижению роли
крупных дислокационных ансамблей с высокой амплитудой в деформацию материала.
Деформация в магнитном поле аустенитной стали Х18Н9Т приводит к дополнитель-
ной генерации сигналов АЭ, образованию перегиба на кривой общей суммы импульсов,
связанного с α-мартенситным переходом, и существенному изменению характера са-
мого спектра АЭ при испытании образцов в поле и без магнитного поля. Полученные
результаты указывают на то, что главной причиной влияния магнитного поля на пла-
стическую деформацию испытанных сталей является не изменение термоактивацион-
ных параметров пластического течения, а существенная перестройка дислокационных
ансамблей, участвующих в этом процессе.
Одной из фундаментальных задач физики твердого тела является изучение процессов взаи-
модействия поля с веществом. На протяжении последних 30 лет проводятся интенсивные
исследования влияния электрических и магнитных полей на характер пластического тече-
ния разных материалов. В работах многих авторов детально изучен и описан магнитоплас-
тический эффект различных материалов [1–6].
Влияние магнитного поля на характеристики пластичности обычно связывают со мно-
гими факторами — изменением подвижности индивидуальных дислокаций, кинетическими
(скоростными) особенностями движения дислокаций в магнитном поле, влиянием магнит-
ного поля на некоторые структурные дефекты, чувствительностью самого эффекта к типу
и концентрации закрепляющих примесей.
© И.И. Папиров, П.И. Стоев, 2014
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №1 81
В работах [2, 3, 7] показано, что электро- и магнитопластический эффекты фактически
снижают сопротивление материала деформированию. Но, несмотря на широкое исследо-
вание и начавшееся практическое применение этих явлений, их механизмы оказываются
проблематичными, и многие авторы объясняют трудности интерпретации результатов па-
раллельным развитием нескольких физических эффектов, вносящих разные вклады в ре-
зультирующее воздействие электрического и магнитного полей на процесс пластического
течения твердых тел. Очевидно, что внешние поля могут оказывать воздействие на процес-
сы генерирования и движения линейных дефектов кристаллического строения (дислокаций
и вакансий), или, иными словами, на кинетику пластической деформации. На микроуровне
можно говорить о влиянии внешних полей на процессы генерации дислокаций, а также на
энергию активации и активационный объем движения и взаимодействия дислокаций с пре-
пятствиями в кристаллах. К сожалению, большинство этих выводов относительно влияния
полей на механизмы деформации являются скорее умозрительными, нежели эксперимен-
тально доказанными.
Целью данной работы является исследование особенностей поведения параметров акус-
тической эмиссии (АЭ) при пластической деформации сталей в магнитном поле (МП).
Для изучения влияния магнитного поля на пластическую деформацию сталей мы впер-
вые применили метод АЭ. Этот метод дает очень важную информацию о движении дис-
локационных ансамблей и поэтому способен пролить дополнительный свет на механизмы
протекающих при пластической деформации процессов и сравнить их со сложившимся тео-
ретическими представлениями [9].
Материал и методика эксперимента. Материалом для образцов служили две марки
стали: сталь Ст3 в виде листа толщиной 2,0 мм и листовая нержавеющая сталь 1Х18Н9Т
толщиной 1,0 мм. В средней части листовой заготовки размером 260×12 мм механическим
способом изготавливали образец с рабочей частью 30 × 6 мм.
Для снятия напряжений, вызванных механической обработкой, образцы отжигались
при температуре 500 ◦С 1 час. Испытания на растяжение образцов проводились со ско-
ростью деформации 1 · 10−4 с−1 при комнатной температуре. На испытательную машину
монтировались два постоянных магнита цилиндрической формы (∅60 мм) из Nd−Fe−B,
которые создавали в области деформации образца поперечное магнитное поле напряжен-
ностью 5500 Э. Нерабочая часть образца находилась вне магнитного поля. При растяже-
нии образцов синхронно записывались параметры деформирования и АЭ. Для регистрации
АЭ использовался многоканальный акустический комплекс М400, позволяющий регистри-
ровать и разделять сигналы АЭ в зависимости от их амплитуды. В качестве датчика АЭ
использовался пьезокерамический преобразователь из керамики ЦТС-19 с резонансной час-
тотой 180 кГц. Сбор, обработка и анализ результатов проводили с помощью ЭВМ и специ-
ально разработанных программ обработки данных [10].
Полученные результаты. Ферритная сталь Ст3. При деформации ферритной низ-
коуглеродистой стали Ст3 мы обнаружили несколько эффектов, связанных, во-первых, с су-
щественным влиянием магнитного поля на кривые деформации исследуемого материала, и,
во-вторых, с сопровождающими их магнитноакустическими эффектами. На рис. 1, а пока-
заны кривые деформации образцов Ст3 при деформации без магнитного поля (кривая 1 ) и
в МП 5500 Э (кривая 2 ). Видно, что отличие двух кривых наблюдается в области предела
текучести и состоит в наличии “зуба” текучести при деформации образцов стали без прило-
жения магнитного поля и его исчезновении при деформации в магнитном поле. Известно,
что появление “зуба” текучести связано с дислокационным механизмом деформации: про-
82 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №1
Рис. 1. Кривые деформации (а) и активность АЭ (б, в) при растяжении образцов стали Ст 3 без магнитного
поля (кривая 1 ) и в магнитном поле (кривая 2 )
цессами интенсивного образования новых ансамблей дислокаций и отрыва их от облаков
примеси, которые происходят в начале пластического течения материала.
Зависимости активности АЭ образцов в МП и при его отсутствии приведены на рис. 1, б,
в. Видно, что в процессе растяжения образцов Ст3 в МП заметно снижается активность АЭ.
Влияние МП на кривую деформации стали Ст3 и на регистрируемую АЭ наиболее сильно
проявляется именно в районе “зуба” и площадки текучести. На стационарной стадии тече-
ния после окончания площадки текучести МП практически не влияет: кривые деформации
и спектры АЭ здесь практически идентичны у образцов, растягиваемых без поля и в МП.
Для понимая радикального влияния МП был проведен анализ распределения амплитуд
сигналов АЭ в области пластического течения. Установлено, что при растяжении без поля
на максимуме активности АЭ соотношение низкоамплитудных Nmin и высокоамплитуд-
ных импульсов Nmax cравнимо между собой Nmin/Nmax = 1,17, тогда как при растяжении
в МП Nmin/Nmax ∼ 2. Рис. 2, а иллюстрирует резкое уменьшение количества низкоампли-
тудных импульсов АЭ при растяжение в МП. Иными словами, МП приводит к активации
более мелких дислокационных ансамблей и к существенному снижению роли крупных дис-
локационных ансамблей.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №1 83
Рис. 2. Кривые активности АЭ (а) стали Ст 3 и суммы импульсов АЭ раличной амплитуды (нА — импульсы
низкой, вА — высокой амплитуды) у образцов нержавеющей стали (б, в) при растяжении
Поскольку малые дислокационные ансамбли дают импульсы АЭ малой амплитуды, то
они могут уходить в нерегистрируемую шумовую часть спектра, т. е. в реальной картине пе-
рераспределения дислокационных ансамблей по размерам в магнитном поле доминирующая
роль низкоамплитудных сигналов в спектре АЭ может оказаться еще более существенной.
Нержавеющая сталь 1Х18Н9Т. При деформации немагнитной аустенитной ста-
ли 1Х18Н9Т мы обнаружили несколько магнитноакустических эффектов, существенно
отличающихся от описанных выше для ферромагнитной стали Ст3. Прежде всего, ока-
залось, что диаграммы деформации образцов этой стали без поля и в МП подобны друг
другу. Однако при таком подобии деформационных кривых спектры АЭ (рис. 3) и свойства
образцов после деформации без поля и в МП существенно отличаются. Из рис. 3, а видно,
что суммарное количество регистрируемых импульсов АЭ при деформации без поля при-
близительно в три раза выше, чем при деформации в МП. Радикально отличается характер
зависимости суммарного количества импульсов АЭ от деформации без МП (кривая 1 на
рис. 3, а) и в МП (кривая 2 ) — в первом случае она плавная и не имеет особенностей, во
втором испытывает перегиб в области деформаций ε > 10%.
На графике зависимости активности АЭ в МП (см. рис. 3, в) в процессе деформации
наблюдается явно различимый максимум, соответствующий аномалии на рис. 3, а.
84 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №1
Рис. 3. Кривые зависимости зарегистрированной суммы импульсов (а) и активности АЭ при растяжении
образцов нержавеющей стали без магнитного поля (б ) и в магнитном поле (в)
Анализ распределения амплитуд сигналов АЭ показал, что как и в случае ферритной
Ст3, существенно меняется характер самого спектра АЭ при испытании образцов в по-
ле и без поля (рис. 2, б, в): при испытании без МП количество низкоамплитудных Nmin
и высокоамплитудных импульсов Nmax cравнимо между собой Nmin/Nmax = 1,18, тогда как
при испытании в МП Nmin/Nmax ∼ 3, т. е. низкоамплитудные импульсы доминируют.
Полученная совокупность экспериментальных данных также свидетельствует в пользу
нашего предположения, что при деформации немагнитной аустенитной стали в поле су-
щественным образом меняется структура дислокационных ансамблей, участвующих в про-
цессе пластического течения. МП стимулирует организацию и движение меньших по ве-
личине скоплений дислокаций, а количество крупных уменьшается почти в три раза или
еще больше. Регистрируемое уменьшение общего числа импульсов при деформации в МП
вовсе не означает, что так происходит на самом деле — просто низкоамплитудные импуль-
сы попадают в полосу шумов, расширяя ее. Иными словами, наложение МП способствует
активации низкоамплитудных источников и cущественному уменьшению роли высокоам-
плитудных.
Что касается аномалий на кривых спектров АЭ в процессе деформации (рис. 3), то
нами установлено, что они соответствуют выпадению в процессе деформации аустенита
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №1 85
ферромагнитных α-мартенситных выделений. Это подтверждается прямыми измерениями
намагниченности испытанных образцов.
Обсуждение результатов. Принято считать, что внешние поля влияют на изменение
уровня механических напряжений, необходимых для движения дислокаций, и способны
уменьшать энергию активации их термоактивированного движения, т. е. высоту барьеров
при взаимодействии дислокаций со стопорами [4, 5]. Это связано с тем, что под влиянием
внешних полей может измениться величина барьеров, преодолеваемых дислокациями при
их движении. Скажем, вокруг точечных дефектов (вакансий или растворенных атомов)
кристаллическая решетка деформируется и образуется локальное поле упругих напряже-
ний, способное изменить здесь электрическое поле. Электроны проводимости в металле
частично экранируют это поле, образуя электронное облако вокруг дефекта кристалли-
ческой решетки. Можно говорить об изменении “упругой” и “электростатической” состав-
ляющих энергии преодолеваемого барьера. Оценка влияния электрического и магнитного
полей на высоту таких барьеров выполнена в работах [4, 5]. В частности, выяснено, что
МП может влиять на константу экранирования, причем результирующая сила зависит от
величины поля и того, какой из вкладов — диамагнитный или парамагнитный — преоб-
ладает в магнитной восприимчивости электронной подсистемы. Показано также, что для
вакансий действие МП на высоту барьеров является квадратичным по напряженности поля
и не зависит от природы стопора дислокации. Для закреплений в виде примесей барьеры
линейно зависят от величины магнитного поля и могут достигать заметных величин уже
при полях более 100 Э.
Помимо рассмотренного изменения константы экранирования в МП необходимо отдель-
но учитывать изменение вклада в энергию взаимодействия дефектов, обусловленного кван-
товой интерференцией электронных волн. Относительная роль этого эффекта будет увели-
чиваться с понижением температуры.
Проведенные в настоящей работе наблюдения ставят под сомнение получившие широкое
распространение представления о влиянии поля на характер термоактивационного движе-
ния дислокаций, т. е. влияние поля на величину активационного объема (понижения уровня
барьеров для движения дислокаций). Полученные результаты указывают на то, что главной
причиной влияния поля на пластическую деформацию является не изменение термоактива-
ционных параметров пластического течения, а существенная перестройка дислокационных
ансамблей, участвующих в этом процессе.
Намагничивание некоторых аустенитных сталей в процессе обработки магнитным полем
известно и подробно изучено школой В.Д. Садовского (см. [8]). Известно также, что обра-
зованию ферромагнитных α-мартенситных выделений в парамагнитном аустените способ-
ствует деформация материала [8]. Из полученных в данной работе результатов следует, что
совместное влияние МП и деформации интенсифицирует процесс образования α-мартен-
ситных выделений, причем этот эффект растет с деформацией и дополнительно увеличи-
вается с ростом скорости деформации. Можно утверждать, что образующиеся в процессе
деформации дислокационные ансамбли способствуют интенсификации образования α-мар-
тенситных выделений.
Принципиально новыми магнитноакустическими эффектами, обнаруженными в насто-
ящей работе, являются: дополнительная АЭ, возникающая при деформации стали в МП,
образование перегиба на кривой N(ε) (рис. 3, а), связанного с α-мартенситным переходом,
и существенное изменение характера самого спектра АЭ при испытании образцов в поле
и без поля. Мы видим, что, как и в случае ферритной стали Ст3, магнитное поле существен-
86 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №1
но влияет на характер и структуру дислокационных ансамблей, облегчая организацию бо-
лее подвижных малых скоплений и в несколько раз ограничивая роль крупных скоплений,
дающих высокоамплитудные импульсы АЭ.
Физическая природа влияния МП связана не столько с термоактивируемым движением
дислокаций, сколько с безактивационными процессами движения дислокационных ансам-
блей и с их влиянием на образование α-мартенситных выделений в аустенитной стали при
деформации. Согласно этой концепции, под влиянием внешнего магнитного поля скопле-
ния дислокаций открепляются от препятствий безактивационным путем за счет увеличения
атермических сил, действующих на скопление дислокаций за счет магнитного поля. Иными
словами, внешнее поле благоприятствует механическим напряжениям в движении неравно-
весных ансамблей дислокаций за счет безактивационного отрыва дислокационных скопле-
ний от стопоров. Полученные данные показывают, что при этом резко меняются сами дис-
локационные ансамбли: при деформации без поля крупные и малые ансамбли сравнимы по
количеству, при деформации в поле доминируют малоамплитудные ансамбли. В свою оче-
редь образующиеся дислокационные ансамбли оказывают влияние на образование α-мар-
тенситных выделений. Количество таких выделений оказывается не очень большим и не
влияет на упрочнение нержавеющей стали.
Таким образом, в настоящей работе мы обнаружили несколько новых особенностей по-
ведения параметров акустической эмиссии при пластической деформации сталей в МП,
названных нами акустоэмиссионными эффектами.
Впервые наблюдаемые акустоэмиссионные эффекты состоят в следующем.
1. Пластическая деформация образцов ферритных и аустенитных сталей в магнитном
поле существенно влияет на спектры АЭ, особенно в области предела текучести.
2. В случае стали Ст3 наложение магнитного поля в процессе растяжения образцов
приводит к устранению “зуба” текучести и существенному изменению спектра АЭ по ам-
плитудам.
3. На максимуме АЭ в области начала течения МП приводит к активации более мелких
дислокационных ансамблей с низкой амплитудой и существенному снижению роли крупных
дислокационных ансамблей с высокой амплитудой.
4. На стационарной стадии течения после окончания площадки текучести МП практиче-
ски не влияет: кривые деформации и спектры АЭ здесь практически идентичны у образцов,
растягиваемых без поля и в магнитном поле.
5. При деформации в МП аустенитной стали Х18Н9Т кривая деформации мало меняет-
ся, но магнитное поле радикально меняет зависимость суммарного количества импульсов
от деформации — без магнитного поля она плавная и не имеет особенностей, а при испыта-
нии в магнитном поле испытывает перегиб в области деформаций ε > 10%. Кроме того,
в записываемом в процессе деформации спектре АЭ наблюдается явно различимый макси-
мум, соответствующий указанной аномалии. Это связано с активацией магнитным полем
мартенситного перехода с образованием ферромагнитной фазы.
6. Как и в случае ферритной стали Ст3, существенно меняется характер самого спектра
АЭ при испытании образцов в поле и без поля: при испытании без магнитного поля коли-
чество низкоамплитудных Nmin и высокоамплитудных импульсов Nmax cравнимо между
собой Nmin/Nmax = 1,18, тогда как при испытании в МП Nmin/Nmax ∼ 3, т. е. низкоампли-
тудные импульсы доминируют.
7. Полученные результаты связаны не столько с влиянием МП на термоактивированный
процесс движения дислокаций и снижение высоты барьеров, сколько с безактивационным
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №1 87
преодолением препятствий дислокационными скоплениями в результате увеличения сил,
действующих на скопление дислокаций за счет магнитного поля.
8. Полученные данные показывают, что при этом резко меняются сами дислокационные
ансамбли: при деформации без поля крупные и малые ансамбли сравнимы по количеству,
при деформации в поле низкоамплитудные импульсы доминируют.
1. Вонсовский С. В. Магнетизм. – Москва: Наука, 1971. – 1032 с.
2. Спицын В.И., Троицкий О. А. Электропластическая деформация металлов. – Москва: Наука, 1985. –
160 с.
3. Громов В. Е., Зуев Л.Б., Козлов Э.В., Целлермайер В.Я. Электростимулированная пластичность
металлов и сплавов. – Москва: Недра, 1996. – 290 с.
4. Рощупкин А.М., Батаронов И.Л. Физические основы электропластической деформации металлов //
Изв. вузов. Физика. – 1996. – 39, № 3. – С. 57–65.
5. Батаронов И.Л. Механизмы влияния электрического поля и электрического тока на пластическую
деформацию металлов // Дис. . . . д-ра физ.-мат. наук. – Воронеж, 2007.
6. Головин Ю.И. Магнитопластичность твердых тел. – Москва: Машиностроение, 2003. – 108 с.
7. Кравченко В.Я. Влияние электронов на торможение дислокаций в металлах // Физика тв. тела. –
1966. – 8. – С. 927–935.
8. Сагарадзе В. В. Деформационно-индуцирумые низкотемпературные диффузионные превращения в
сталях // Развитие идей академика В.Д. Садовского. – Екатеринбург, 2008. – С. 192–217.
9. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. – Москва: Изд-во стандартов, 1976. – 272 с.
10. Папиров И.И., Стоев П.И. Акустическая эмиссия титана в процессе деформации // Вопр. атомной
науки и техники. Сер. “Питання атомної науки та технiки”. – 2007. – № 4. – С. 184–191.
Поступило в редакцию 27.08.2013ННЦ “Харьковский физико-технический
институт” НАН Украины
I. I. Папiров, П. I. Стоєв
Виявлення i дослiдження акустоемiсiйних ефектiв при пластичнiй
деформацiї сталей у магнiтному полi
Дослiджено особливостi поведiнки параметрiв акустичної емiсiї при пластичнiй деформацiї
сталей Ст3 i 1Х18Н9Т у магнiтному полi. Вперше виявлено новi акустоемiсiйнi ефекти, що
викликанi дiєю магнiтного поля. У випадку сталi Ст3 накладення магнiтного поля в процесi
розтягування зразкiв призводить до iстотної змiни спектра акустичної емiсiї по амплiту-
дах та до усунення “зуба” текучостi. На максимумi АЕ в областi початку течiї магнiтне
поле приводить та до активацiї дрiбнiших дислокацiйних ансамблiв з низькою амплiту-
дою та iстотного зниження ролi крупних дислокацiйних ансамблiв з високою амплiтудою
у деформацiю матерiалу. Деформацiя в магнiтному полi аустенiтної сталi Х18Н9Т при-
водить до додаткової генерацiї сигналiв АЕ, утворення перегину на кривiй загальної суми
iмпульсiв, пов’язаного з α-мартенситним переходом, та суттєвої змiни характеру самого
спектра акустичної емiсiї при випробуваннi зразкiв у полi i без магнiтного поля. Отриманi
результати вказують на те, що головною причиною впливу магнiтного поля на пластичну
деформацiю випробуваних сталей є не змiна термоактивацiйних параметрiв пластичної
течiї, а iстотна перебудова дислокацiйних ансамблiв, що беруть участь у цьому процесi.
88 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №1
I. I. Papirov, P. I. Stoev
Detection and research of acoustic emission effects at a plastic strain of
steels in a magnetic field
The features of the behavior of the acoustic emission parameters during a plastic deformation of
steels 3 and 1Kh18N9T in a magnetic field are studied. For the first time, new acoustic-emission
effects which are induced by a magnetic field are found. In the case of steel 3, the application of
a magnetic field in the process of deformation of the samples results in significant changes in the
spectrum of the amplitudes of acoustic emission signals and the elimination of the yield “tooth”. On
the maximum of the acoustic emission activity in the field of strains corresponding to the beginning
of flow of a metal, the magnetic field leads to the activation of smaller dislocation ensembles with
low amplitudes and a substantial reduction of the role of large-size dislocation ensembles with high
amplitude. The deformation in the magnetic field of austenitic steel 1Kh18N9T leads to the additi-
onal generation of acoustic signals, the formation of an inflection on the curve of the total sum of
pulses associated with the α-martensitic transformation, and a significant change of the spectrum
of acoustic emission signals at the test in a magnetic field and when the field is absent. The results
indicate that the main cause of the influence of a magnetic field on the plastic deformation of
the tested steels is not a change in the parameters of thermal activation of a plastic flow, but a
significant restructuring of the dislocation ensembles participating in the process.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №1 89
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-86793 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T10:02:07Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Папиров, И.И. Стоев, П.И. 2015-10-01T16:53:06Z 2015-10-01T16:53:06Z 2014 Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле / И.И. Папиров, П.И. Стоев // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 1. — С. 81–89. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86793 620.111:620.172:620.179.14 Исследованы особенности параметров акустической эмиссии при пластической деформации сталей Ст3 и 1Х18Н9Т в магнитном поле. Впервые обнаружены новые акустоэмиссионные эффекты, вызванные воздействием магнитного поля. В случае стали Ст3 наложение магнитного поля в процессе растяжения образцов приводит к существенному изменению спектра АЭ по амплитудам и устранению “зуба” текучести. На максимуме АЭ в области начала течения магнитное поле приводит к активации более мел- ких дислокационных ансамблей с низкой амплитудой и существенному снижению роли крупных дислокационных ансамблей с высокой амплитудой в деформацию материала. Деформация в магнитном поле аустенитной стали Х18Н9Т приводит к дополнительной генерации сигналов АЭ, образованию перегиба на кривой общей суммы импульсов, связанного с α-мартенситным переходом, и существенному изменению характера самого спектра АЭ при испытании образцов в поле и без магнитного поля. Полученные результаты указывают на то, что главной причиной влияния магнитного поля на пластическую деформацию испытанных сталей является не изменение термоактивационных параметров пластического течения, а существенная перестройка дислокационных ансамблей, участвующих в этом процессе. Дослiджено особливостi поведiнки параметрiв акустичної емiсiї при пластичнiй деформацiї сталей Ст3 i 1Х18Н9Т у магнiтному полi. Вперше виявлено новi акустоемiсiйнi ефекти, що викликанi дiєю магнiтного поля. У випадку сталi Ст3 накладення магнiтного поля в процесi розтягування зразкiв призводить до iстотної змiни спектра акустичної емiсiї по амплiтудах та до усунення “зуба” текучостi. На максимумi АЕ в областi початку течiї магнiтне поле приводить та до активацiї дрiбнiших дислокацiйних ансамблiв з низькою амплiтудою та iстотного зниження ролi крупних дислокацiйних ансамблiв з високою амплiтудою у деформацiю матерiалу. Деформацiя в магнiтному полi аустенiтної сталi Х18Н9Т приводить до додаткової генерацiї сигналiв АЕ, утворення перегину на кривiй загальної суми iмпульсiв, пов’язаного з α-мартенситним переходом, та суттєвої змiни характеру самого спектра акустичної емiсiї при випробуваннi зразкiв у полi i без магнiтного поля. Отриманi результати вказують на те, що головною причиною впливу магнiтного поля на пластичну деформацiю випробуваних сталей є не змiна термоактивацiйних параметрiв пластичної течiї, а iстотна перебудова дислокацiйних ансамблiв, що беруть участь у цьому процесi. The features of the behavior of the acoustic emission parameters during a plastic deformation of steels 3 and 1Kh18N9T in a magnetic field are studied. For the first time, new acoustic-emission effects which are induced by a magnetic field are found. In the case of steel 3, the application of a magnetic field in the process of deformation of the samples results in significant changes in the spectrum of the amplitudes of acoustic emission signals and the elimination of the yield “tooth”. On the maximum of the acoustic emission activity in the field of strains corresponding to the beginning of flow of a metal, the magnetic field leads to the activation of smaller dislocation ensembles with low amplitudes and a substantial reduction of the role of large-size dislocation ensembles with high amplitude. The deformation in the magnetic field of austenitic steel 1Kh18N9T leads to the additional generation of acoustic signals, the formation of an inflection on the curve of the total sum of pulses associated with the α-martensitic transformation, and a significant change of the spectrum of acoustic emission signals at the test in a magnetic field and when the field is absent. The results indicate that the main cause of the influence of a magnetic field on the plastic deformation of the tested steels is not a change in the parameters of thermal activation of a plastic flow, but a significant restructuring of the dislocation ensembles participating in the process. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле Виявлення i дослiдження акустоемiсiйних ефектiв при пластичнiй деформацiї сталей у магнiтному полi Detection and research of acoustic emission effects at a plastic strain of steels in a magnetic field Article published earlier |
| spellingShingle | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле Папиров, И.И. Стоев, П.И. Матеріалознавство |
| title | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| title_alt | Виявлення i дослiдження акустоемiсiйних ефектiв при пластичнiй деформацiї сталей у магнiтному полi Detection and research of acoustic emission effects at a plastic strain of steels in a magnetic field |
| title_full | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| title_fullStr | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| title_full_unstemmed | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| title_short | Обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| title_sort | обнаружение и исследование акустоэмиссионных эффектов при пластической деформации сталей в магнитном поле |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86793 |
| work_keys_str_mv | AT papirovii obnaruženieiissledovanieakustoémissionnyhéffektovpriplastičeskoideformaciistaleivmagnitnompole AT stoevpi obnaruženieiissledovanieakustoémissionnyhéffektovpriplastičeskoideformaciistaleivmagnitnompole AT papirovii viâvlennâidoslidžennâakustoemisiinihefektivpriplastičniideformaciístaleiumagnitnomupoli AT stoevpi viâvlennâidoslidžennâakustoemisiinihefektivpriplastičniideformaciístaleiumagnitnomupoli AT papirovii detectionandresearchofacousticemissioneffectsataplasticstrainofsteelsinamagneticfield AT stoevpi detectionandresearchofacousticemissioneffectsataplasticstrainofsteelsinamagneticfield |