Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия
Исследованы методом акустической эмиссии динамические процессы структурной перестройки сплава АМг6М, подвергнутого действию комбинированной энергетической обработки. Проведена оценка эффекта зонного старения деформационно-упрочненного материала. Досліджені методом акустичної емісії динамічні процеси...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88363 |
| 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: | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия / В.П. Пошивалов, Д.Г. Борщевская, В.Д. Рябчий, И.И. Телегина // Техническая механика. — 2012. — № 4. — С. 91-95. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860250912290766848 |
|---|---|
| author | Пошивалов, В.П. Борщевская, Д.Г. Рябчий, В.Д. Телегина, И.И. |
| author_facet | Пошивалов, В.П. Борщевская, Д.Г. Рябчий, В.Д. Телегина, И.И. |
| citation_txt | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия / В.П. Пошивалов, Д.Г. Борщевская, В.Д. Рябчий, И.И. Телегина // Техническая механика. — 2012. — № 4. — С. 91-95. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая механика |
| description | Исследованы методом акустической эмиссии динамические процессы структурной перестройки сплава АМг6М, подвергнутого действию комбинированной энергетической обработки. Проведена оценка эффекта зонного старения деформационно-упрочненного материала.
Досліджені методом акустичної емісії динамічні процеси структурної перебудови сплаву АМг6М, підданого дії комбінованої енергетичної обробки. Проведена оцінка ефекту зонного старіння деформаційно-зміцнювального матеріалу.
Dynamical processes of the AMg6M alloy structural change subjected to combined energy treatment taking into account material strain ageing are studied using the method of acoustic emission.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:43:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 539:620.179.17
В.П. ПОШИВАЛОВ, Д.Г. БОРЩЕВСКАЯ, В.Д. РЯБЧИЙ, И.И. ТЕЛЕГИНА
АКУСТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СПЛАВА АМг6М В УСЛОВИЯХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Исследованы методом акустической эмиссии динамические процессы структурной перестройки
сплава АМг6М, подвергнутого действию комбинированной энергетической обработки. Проведена оценка
эффекта зонного старения деформационно-упрочненного материала.
Досліджені методом акустичної емісії динамічні процеси структурної перебудови сплаву АМг6М,
підданого дії комбінованої енергетичної обробки. Проведена оцінка ефекту зонного старіння деформацій-
но-зміцнювального матеріалу.
Dynamical processes of the AMg6M alloy structural change subjected to combined energy treatment taking
into account material strain ageing are studied using the method of acoustic emission.
Метод акустико-эмиссионной диагностики в последние десятилетия на-
шел широкое применение в промышленности, а также в области фундамен-
тальных исследований физики прочности и разрушения материалов, благода-
ря значительному прогрессу в электронной и вычислительной технике. Заро-
ждение и развитие трещин, пластическая деформация, коррозионное растрес-
кивание, фазовые превращения и другие процессы динамической перестрой-
ки структуры материала сопровождаются излучением акустических (ультра-
звуковых) сигналов акустической эмиссии (АЭ) [1 8]. Регистрация сигналов
АЭ, определение параметров и координат источников сигналов АЭ позволяет
на ранних стадиях структурных изменений идентифицировать дефекты
структуры материала, контролировать скорость их развития, оценивать сте-
пень их опасности и прогнозировать остаточный ресурс работы материала и
конструкции в целом. Метод акустико-эмиссионной диагностики как метод
неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе акустиче-
ских волн, возникающих в процессе пластической деформации исследуемых
объектов, обладает не только более высокой производительностью (в сотни
раз превосходящей производительность классических методов неразрушаю-
щего контроля, таких как ультразвуковой, магнитный, радиационный и др.),
но и дает ответ на главный вопрос – имеются ли в конструкционных материа-
лах потенциально опасные дефекты, которые в будущем могут стать причи-
ной разрушения (роста трещин), а также позволяет оценить степень их опас-
ности [9, 10]. Метод АЭ позволяет формировать адекватную систему класси-
фикации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на ре-
альном влиянии дефекта на объект, а это дает возможность нового подхода к
решению задач повышения долговечности конструкций, которые развивают-
ся в последнее время и базируются на изучении физических процессов, про-
исходящих в конструкционных материалах при эксплуатации [11 14].
Целью данной работы являлась оценка методом акустической эмиссии
динамических процессов структурной перестройки сплава АМг6М, подверг-
нутого действию комбинированной энергетической обработки. Выбор режи-
мов энергетической обработки был продиктован ранее проводимыми иссле-
дованиями по разработке способов повышения долговечности конструкцион-
ных материалов с позиции синергетического подхода [15 17]. В этом аспек-
те интерес представляла акустико-эмиссионная диагностика структурного
состояния сплава при воздействии на него растягивающих и сжимающих на-
В.П. Пошивалов, Д.Г. Борщевская, В.Д. Рябчий, И.И. Телегина, 2012
Техн. механика. – 2012. – № 4.
91
грузок в тепловом поле, комбинированного механического нагружения с ис-
пользованием высокочастотных колебаний, а также оценка эффекта зонного
старения деформационно-упрочненного материала.
Объектом проводимых в настоящей работе исследований являлись об-
разцы деформируемого алюминиево-магниевого сплава АМг6М, подвергну-
тые предварительной энергетической обработке. Испытания проводились на
установке ИМАШ-20-78, предназначенной для термомеханических испыта-
ний.
Акустическая активность материала оценивалась в процессе одноосного
статического растяжения образцов как в исходном состоянии, так и после
энергетической обработки [15 – 17]. Акустико-эмиссионные исследования
проводились при одноосном растяжении со скоростью движения захватов
порядка 3 мм/мин. При этом погрешность измерения деформации образца в
рабочей зоне составляла не более 0,01 мм, нагрузки – 1,5 % , температуры –
1,5 Со.
Режимы энергетической обработки исследуемого сплава АМг6М пред-
ставлены в таблице 1.
Таблица 1
Номер
режима Описание режимов обработки
1 Контрольный образец
2 а) выработка 0,5 ресурса ползучести !=“2P 2100 Н, T 0160 q ;
б) сжимающее нагружение P 55 10 Н, T ; 0300 q
в) действие электромагнитных ( f 250 кГц, ,мCj 2А/мм2) и ударных
ультразвуковых ( f 20 кГц) колебаний в упругой зоне деформации ( P Н). 1300
3 а) выработка 0,5 ресурса ползучести !=“2P 2100 Н, T 0160 q ;
б) сжимающее нагружение ( P 55 10 Н, T С); 0300
в) отжиг при температуре T С в течение 2-х часов; 0320
г) действие электромагнитных ( f 250 кГц, ,мCj 2А/мм2) и ударных
ультразвуковых ( f 20 кГц) колебаний в упругой зоне деформации ( P Н). 1300
4 а) выработка 0,5 ресурса ползучести !=“2P 2100 Н, T 0160 q ;
б) сжимающее нагружение ( P 55 10 Н, T С); 0300
в) действие электромагнитных ( f 250 кГц, ,мCj 2А/мм2) и ударных
ультразвуковых ( f 20 кГц) колебаний в упругой зоне деформации( P Н).; 1300
г) 120 суток зонного старения при комнатной температуре.
Для регистрации сигналов АЭ использовали измеритель акустической
эмиссии ”Малахит АС-15А“, позволяющий регистрировать импульсы раз-
личной амплитуды. Пьезопреобразователь АЭ из керамики ЦТС-19 прижи-
мался с постоянным усилием к поверхности образца специальным держате-
лем через слой смазки, улучшающий акустический контакт. Для исключения
ложных сигналов от захватов разрывной машины проводилась предваритель-
ная опрессовка образцов.
92
При испытании образцов проводилась синхронная регистрация парамет-
ров деформирования (приложенная нагрузка, перемещение захватов) и коли-
чества импульсов АЭ, которые поступали на два амплитудных счетчика-
дискриминатора акустического измерителя. Обработка и анализ эксперимен-
тальных результатов проводились с помощью ЭВМ.
Чтобы отфильтровать ложные сигналы от захватов разрывной машины,
наряду с проводимой опрессовкой выставлялся порог амплитудной дискри-
минации, равный 36 дБ.
Результаты исследований представлены в виде совмещенных кривых
разрушения и амплитудных распределений сигналов АЭ в форме точечных
корреляционных зависимостей амплитуды сигналов АЭ от времени до раз-
рушения. Для сравнения приведены результаты, полученные при испытании
контрольного образца.
Акустическая эмиссия контрольного образца (рис. 1) является типичной
для отожженного алюминиево-магниевого сплава АМг6М.
Рис. 1
Вначале, до 80 с, идет большой шум с амплитудой сигналов 40 – 45 дБ за
счет опрессовки образца. Потом отмечается активность АЭ при достижении
предела текучести (80 – 150 с), после чего эмиссия ослабевает вплоть до раз-
рушения. Перед разрушением отмечается несколько импульсов порядка 50 –
60 дБ.
Амплитудное распределение сигналов АЭ при деформации образца, обрабо-
танного по режиму 2 (рис. 2) – типичное для упрочненного нагартован-ного
сплава. Нет явной текучести. Перед разрушением зафиксировано несколько
импульсов, превышающих
55 дБ.
Акустическая эмиссия
образца, обработанного по
режиму 3 с введением от-
жига (рис. 3), приблизи-
лась по АЭ-картине к кон-
трольному образцу. Мак-
симум АЭ наблюдается в
начале пластической де-
формации образца (60 –
Рис. 2
93
100 с), затем отмечается спад, и перед разрушением регистрируется несколь-
ко импульсов с амплитудой, более 50 дБ.
Рис. 3
После деформационного старения в зоне упругой деформации появляют-
ся высокоамплитудные сигналы, что подтверждает образование зон Гинье–
Престона, обусловленное распадом твердого раствора. Акустическая эмиссия
образца после 180 суток зонного старения представлена на рис. 4.
Рис. 4
Таким образом, результаты проведенных исследований на примере спла-
ва АМг6М подтвердили тот факт, что по характеристикам АЭ - картины мож-
но судить о динамических процессах структурной перестройки в материалах.
Использование АЭ метода контроля позволяет своевременно выявлять разви-
вающиеся и поэтому потенциально опасные для конструкции дефекты.
1 Грешников В. А. Акустическая эмиссия / В. А. Грешников, Ю. И. Дробот. М. : Изд-во стандартов, 1976.
270 с.
2 Акустическая диагностика и контроль на предприятиях топливно-энергетического комплекса /
В. М. Баранов, А. И. Гриценко, А. М. Карасевич и др. М. : Наука, 1998. 304 с.
3 Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике / Под ред.
К. В. Вакара. М. : Атомиздат, 1980. 216 с.
4 Андрейкив А. Е. Метод акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения / А. Е. Андрейкив,
Н. В. Лысак. Киев : Наук, думка, 1989. 176 с.
5 Гусев О. В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов тугоплавких металлов /
94
95
О. В. Гусев. М. : Наука, 1982. 108 с.
6 Даниев Ю. Ф. Классификация сигналов при оценке состояния технических систем / Ю.Ф. Даниев // Техни-
ческая механика. 1993. – № 2. С.119 123.
7 Иванов В. И. Применение метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля и исследования
материалов / В. И. Иванов // Дефектоскопия. – 1980. – № 5. – С. 65 – 84.
8 Иванов В. И. Акустико-эмиссионный контроль сварки и сварных соединений / В. И. Иванов, В. М. Белов.
– М. : Машиностроение, 1981. – 113 с.
9 Бигус Г. А. Техническая диагностика опасных производственных объектов / Г. А. Бигус, Ю. Ф. Даниев. –
М. : Наука, 2010. – 415 с.
10 Неразрушающий контроль и техническая диагностика : справочник / под ред. В. В. Клюева. – М. : Ма-
шиностроение, 1995. – 488 с.
11 Кудрявцев Е. М. Акустическая эмиссия при трении / Е. М. Кудрявцев, В. М. Баранов, Г. А. Сарычев. –
М. : Энергоатомиздат, 1998. – 256 с.
12 Горюшин В. В. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и свойства поверхностных
слоев железа и некоторых сталей / В. В. Горюшин, В. П. Кривых, Г. И. Прокопенко, В. Л. Свечников //
Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения.
– К. : Наукова думка, 1980. – С.137 – 140.
13 Бигус Г. А. Акустические волны, возникающие при взаимодействии тел с корпусом объекта контроля /
Г. А. Бигус // Производство и надежность сварных конструкций : науч.-техн.конф. стран СНГ : сб. докл.
– Калининград, 1993. – С. 121.
14 Баранов Ю. В. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые мате-
риалы / Ю. В. Баранов, О. А. Троицкий, Ю. С. Авраамов. – М. : МГПИУ, 2001. – 844 с.
15 Борщевская Д. Г. Повышение долговечности сплава Мг6М за счет введения промежуточной пластиче-
ской деформации / Д. Г. Борщевская, В. Д. Рябчий, В. Ф. Бутенко, И. И. Телегина // Техническая механи-
ка. – 2011. – №1. С. 70 – 76.
16 Патент на винахід 46841 Україна, МПК C21D 1/04. Спосіб зміцнення металевих матеріалів /
Є. С. Переверзєв, Д. Г. Борщевська, В. Ф. Бутенко, В. Д. Рябчій, С. П. Федій ; заявник і патентоволодар
Інститут технічної механіки НАНУ і НКАУ. – u200906775 ; заявл. 30.06.2009 ; опубл. 11.01.2010, бюл.
№ 1. – 4 с.
17 Патент на винахід 56740 Україна, МПК C21D 1/04. Спосіб підвищення довговічності металевих матері-
алів / Д. Г. Борщевська, В. Д. Рябчій, В. Ф. Бутенко, А. В. Ханнанов ; заявник і патентоволодар Інститут
технічної механіки НАНУ і НКАУ. – u201008347 ; заявл. 05.07.2010 ; опубл. 25.01.2011, Бюл. №2. – 4 с.
Институт технической механики Получено 11.07.12,
НАН Украины и НКА Украины, в окончательном варианте 12.11.12
Днепропетровск
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88363 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1561-9184 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:43:29Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пошивалов, В.П. Борщевская, Д.Г. Рябчий, В.Д. Телегина, И.И. 2015-11-12T19:31:15Z 2015-11-12T19:31:15Z 2012 Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия / В.П. Пошивалов, Д.Г. Борщевская, В.Д. Рябчий, И.И. Телегина // Техническая механика. — 2012. — № 4. — С. 91-95. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88363 539:620.179.17 Исследованы методом акустической эмиссии динамические процессы структурной перестройки сплава АМг6М, подвергнутого действию комбинированной энергетической обработки. Проведена оценка эффекта зонного старения деформационно-упрочненного материала. Досліджені методом акустичної емісії динамічні процеси структурної перебудови сплаву АМг6М, підданого дії комбінованої енергетичної обробки. Проведена оцінка ефекту зонного старіння деформаційно-зміцнювального матеріалу. Dynamical processes of the AMg6M alloy structural change subjected to combined energy treatment taking into account material strain ageing are studied using the method of acoustic emission. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Техническая механика Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия Article published earlier |
| spellingShingle | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия Пошивалов, В.П. Борщевская, Д.Г. Рябчий, В.Д. Телегина, И.И. |
| title | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия |
| title_full | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия |
| title_fullStr | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия |
| title_full_unstemmed | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия |
| title_short | Акустическая активность сплава АМг6М в условиях энергетического воздействия |
| title_sort | акустическая активность сплава амг6м в условиях энергетического воздействия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88363 |
| work_keys_str_mv | AT pošivalovvp akustičeskaâaktivnostʹsplavaamg6mvusloviâhénergetičeskogovozdeistviâ AT borŝevskaâdg akustičeskaâaktivnostʹsplavaamg6mvusloviâhénergetičeskogovozdeistviâ AT râbčiivd akustičeskaâaktivnostʹsplavaamg6mvusloviâhénergetičeskogovozdeistviâ AT teleginaii akustičeskaâaktivnostʹsplavaamg6mvusloviâhénergetičeskogovozdeistviâ |