Обобщенная кривая деформирования высокопрочной стали в широком диапазоне скоростей деформации

Приведено обобщение экспериментальных данных, полученных при испытании различных образцов из высокопрочной стали на статическое и ударное растяжение и сжатие в широком диапазоне скоростей деформации. Эти данные использовались для построения обобщенной кривой деформирования. Сопоставление результатов расчетов с данными экспериментов по ударному индентированию коническим индентором позволяет оценить применимость обобщенной кривой деформирования для изучения особенностей поведения металлов при больших скоростях деформации.Представлено узагальнення експериментальних даних, що отримані при випробуваннях різних зразків із високоміцної сталі на статичний й ударний розтяг та стиск смуги металу в широкому діапазоні швидкостей деформації. Ці дані використовувалися для побудови узагальненої кривої деформування. Зіставлення результатів розрахунків з даними експериментів по ударному індентуванню конічним індентором дозволяє оцінити використання узагальненої кривої деформування для вивчення особливостей поведінки металів при великих швидкостях деформації.Generalization is made of the experimental data for high-strength steel specimens under static and impact tensile or compressive loading conditions in a wide range of deformation rates. Comparative analysis of the calculated results with the experimental data on impact indentation by a conic striker is made, which provides assessment of the unified deformation curve applicability to description of metal behavior under high-deformationrate loading conditions

Спекание нанопорошков молибдена и вольфрама

Представлены результаты исследования процессов формования и спекания нанопорошков вольфрама и молибдена с добавками нанопорошка никеля, определены плотность, усадка, модуль упругости и микротвердость спеченных образцов. Установлено положительное влияние добавки нанопорошка никеля на процесс уплотнения прессовок при спекании, которое приводит к повышению механических свойств спеченных тугоплавких металлов

Comparative Analysis of Mechanical-And-Physical Properties of Epitaxial Layers of Silicium Obtained With the Help of Gaseous- and Liquid-Phase Epitaxy

COMPARATIVE ANALYSIS OF MECHANICAL-AND-PHYSICAL PROPERTIES OF EPITAXIAL LAYERS OF SILICIUM OBTAINED WITH THE HELP OF GASEOUS- AND LIQUID-PHASE EPITAXY / кандидат физико-математических наук, доцент Сергей Ананьевич ВАБИЩЕВИЧ, Наталья Вячеславовна ВАБИЩЕВИЧ (Полоцкий государственный университет); канд. физ.-мат. наук Д.И. БРИНКЕВИЧ, канд. физ.-мат. наук В.С. ПРОСОЛОВИЧ (Белорусский государственный университет, Минск). kandidat fiziko-matematicheskih nauk, docent Sergej Anan'evich VABIShhEVICh, Natal'ja Vjacheslavovna VABIShhEVICh (Polockij gosudarstvennyj universitet); kand. fiz.-mat. nauk D.I. BRINKEVICh, kand. fiz.-mat. nauk V.S. PROSOLOVICh (Belorusskij gosudarstvennyj universitet, Minsk)Методом микроиндентирования исследованы эпитаксиальные структуры кремния, полученные методами газофазной и жидкофазной эпитаксии. Установлено, что прочностные характеристики эпитаксиальных слоев существенно зависят от метода получения (газофазная или жидкофазная эпитаксия) и определяются их дефектно-примесным составом. Наблюдалось нормальное гауссово распределение величин микротвердости эпитаксиальных слоев. Показано, что технологические примеси и дислокации упрочняют эпитаксиальные структуры. Добавление в раствор-расплав примеси иттербия снижает микротвердость выращиваемых эпитаксиальных пленок. = Epitaxial structures of silicium, obtained with the help of liquid- and gaseous-phase epitaxy methods, are examined by the microhardness methods. It is found that strength properties of epitaxial layers are dependant significantly on the applied method (liquid- and gaseous-phase epitaxy) and is determined by their defective-impurity composition. Normal Gaussian distribution of values of epitaxial layers of microhardness was observed. It was demonstrated that technological impurities Yb strengthen microhardness of the grown epitaxical films

Определение величин деформации и напряжения начала пластического течения в материалах методом инструментального индентирования

Методом инструментального автоматического индентирования с использованием новой методологии обработки и анализа результатов для большого количества различных материалов аналитически и экспериментально установлены величины деформации εIT и напряжения σIT, которые соответствуют началу пластической деформации материала при простых схемах нагружения (растяжение, сжатие, изгиб).Методом інструментального автоматичного індентування з використанням нової методології обробки й аналізу результатів для великої кількості різних матеріалів аналітично й експериментально встановлено величини деформації εIT і напруження σIT, які відповідають почаку пластичної деформації матеріалу при простих схемах навантаження (розтяг, стиск, згин)

Высокопрочный литой β-титановый сплав

Методом охлаждения жидкого раствора состава (% (ат.)) 34,9Ti―15,0Zr―30,1Co―5,0Ni―7,9Cu―5,0Ga―2,2Si до комнатной температуры со скоростью 800―900 °C/с получен β-титановый сплав с бимодальной структурой ― дендриты твердого раствора размером 1―10 мкм и частицы вторых фаз размером 0,1―0,3 мкм. Использованы рентгенофазовый и дифференциальный термический анализы, растровая и просвечивающая электронная микроскопия, низкотемпературное (Т = 20 °C) автоматическое индентирование пирамидой Берковича, а также высокотемпературное (Т = 20―1000 °C) кратковременное (1 мин) и длительное (1―60 мин) индентирование пирамидой Виккерса, термоактивационный анализ температурной зависимости твердости. Изучено влияние режимов термической обработки на структурное и фазовое состояния сплава, а также его механические свойства. Показано, что сопротивление сплава внешнему механическому воздействию Н/Е* и твердость HIT при 20 °C как в закаленном состоянии, так и после отжигов в интервале температур 400―1000 °C значительно выше, чем у крупно- и мелкокристаллических материалов и соответствует таковым, находящимся в нанокристаллическом состоянии. Установлено, что сплав обладает высокой термической стабильностью: после отжигов в интервале температур 400―1000 °C (t = 10―120 мин) механические свойства при 20 °C остаются неизменными. При Т ≤ 800 °C у сплава практически отсутствует ползучесть и он может рассматриваться в качестве жаропрочного. Факторами, которые обусловили высокие прочностные характеристики и термическую стабильность сплава данного состава в широком интервале температур и времени нагружения, явились: высокая дисперсность и равномерность распределения элементов бимодальной структуры, высокая плотность распределения частиц вторых фаз в матрице; повышенное напряженное состояние матрицы, обусловленное высокой плотностью распределения этих частиц

Interaction of the Indentor With Films of Copolymers on the Basis of Methylmethacrylate

Исследованы процессы, протекающие при индентировании алмазным индентором пленок статистического сополимера метакриламид/метилметакрилат, синтезированных на пластинах монокристаллического кремния. Установлено, что поля упругих напряжений вблизи поверхности полимерной пленки оказывают существенное влияние на форму отпечатка индентора. Отмечались как растягивающие напряжения, так и напряжения сжатия. Вокруг отпечатков наблюдается интерференционная картина, обусловленная формированием при индентировании приповерхностного слоя с показателем преломления, отличным от объемного. Рассчитано критическое напряжение начала модификации приповерхностного слоя полимера. Показано, что на прочностные свойства полимерных пленок оказывает существенное влияние наличие сильной адгезионной связи между кремнием и сополимером.=The processes at the indention of a diamond indentor into the films of statistical methacrylamid/ methylmethacrylate copolymer synthesized on plates of single-crystal silicon was investigated. It was established that fields of elastic tension near a surface of a polymeric film have significant effect on a print form. Were observed as the stretching tension, and compression tension. Around prints the interferential picture caused by formation a near-surface layer with the index of refraction other than volume is observed. The critical tension of the beginning of modification of a near-surface layer of polymer is calculated. It was shown that strong adhesive interaction between silicon and copolymer has significant effect on strength properties of polymeric films

Определение критического коэффициента интенсивности напряжений стекла в условиях упругого контакта методом динамического индентирования

Проанализирована возможность определения трещиностойкости в условиях упругого контакта при динамическом внедрении индентора. Предложены методики оценки критического коэффициента интенсивности напряжений по параметрам образующихся трещин и непосредственно на основании кривой контактное усилие-глубина внедрения при динамическом вдавливании.Проаналізовано можливість визначення тріщиностійкості в умовах пружного контакту при динамічному проникненні індентора. Запропоновано методики оцінки критичного коефіцієнта інтенсивності напружень за параметром тріщин, що з’являються, і безпосередньо на основі кривої контактне зусилля-глибина проникнення при динамічному втискуванні.We analyze a possibility of using the dynamic indentation method for crack resistance assessment under elastic contact conditions. We propose techniques for critical stress intensity factor assessment via parameters of developing cracks or directly from contact pressure-penetration depth diagram during dynamic indentation

Размерный эффект при микро- и наноиндентировании и его компенсация с учетом особенности начального контакта

Диаграмма внедрения, регистрируемая при индентировании, представляется в виде квадратичной функции с началом координат, смещенным по оси абсцисс влево. Этим моделируется плавность внедрения индентора при его начальном контакте с поверхностью. Регистрируемая глубина внедрения увеличивается на величину смещения. Использование квадратичной функции и скорректированной глубины внедрения обеспечивает постоянство значений твердости при различных нагрузках.Діаграма проникнення, що реєструється при індентуванні, має вигляд квадратичної функції, яка зсунена вздовж осі абсцис вліво. Цим моделюється плавність проникнення індентора при його початковому контакті з поверхнею. Глибина проникнення, що реєструється, збільшується на величину зсуву. Використання квадратичної функції та скорегованої глибини проникнення забезпечує постійне значення твердості за різного навантажування.The penetration diagram, which is registered during the indentation process, is described by a quadratic function, whereas the point of origin is biased to the left along the abscissa axis. This representation allows one to model a gradual penetration of indentor during its initial contact with a surface. The registered penetration depth it increased by the value of the above shift. Application of the proposed quadratic function and corrected penetration depth provides invariable hardness values for various loads

Сопротивление металлов деформации при ударном нагружении

Приведены результаты испытаний металлов на ударное растяжение-сжатие и ударное индентирование. Установлено значительное повышение сопротивления металлов деформации с ростом скорости растяжения-сжатия и умеренной скорости индентирования. При высокой скорости индентирования динамическая твердость, определяемая величиной удельной (на единицу объема смещенного материала) энергии образования конической каверны, снижается. Учет совместного влияния вязкости, повышения температуры в процессе пластической деформации и ее локализации позволяет объяснить указанный эффект.Наведено результати випробувань металів на ударний розтяг-стиск і ударне індентирування. Установлено значне підвищення опору металів деформації з ростом швидкості розтягу-стиску і помірної швидкості індентирування. За високої швидкості індентирування отримано зниження питомої (на одиницю об’єму зміщеного матеріалу) енергії формування конічної каверни. Урахування сумісного впливу в’язкості, підвищення температури в процесі пластичної деформації й її локалізації дозволяє пояснити цей ефект.We present results of metal testing in impact tension-compression and impact indentation. It is shown that high tension-compression rates and moderate rates of indentation result in a significant improvement of the metal resistance to deformation. High indentation rates provoke a decrease in the dynamic hardness, which is controlled by the specific energy (per unit volume of a displaced material) required for the formation of a conical cavity. The above phenomenon can be explained by the account taken of the combined effect of viscosity/temperature increase on the process of plastic deformation and its localization

Методика множественного индентирования для определения параметров твердости структурно-неоднородных материалов

Предложена методика многократного индентирования как перспективный способ исследования поверхностных свойств структурно-неоднородных тел. Она применима к широкому кругу многофазных (в том числе сверхтвердых) материалов, керамики и металлов и позволяет оценить средние значения свойств отдельных фаз и композита в целом, а также степень неоднородности твердости образца на различных масштабных уровнях. Такая информация является важной при прогнозировании износа и обрабатываемости структурно-неоднородных материалов. Приведены экспериментальные и модельные результаты, подтверждающие работоспособность методики.Запропоновано методику багаторазового індентування як перспективний спосіб дослідження поверхневих властивостей структурно-неоднорідних тіл. Вона застосовна до широкого кола багатофазних (у тому числі надтвердих) матеріалів, кераміки і металів і дозволяє оцінити середні значення властивостей окремих фаз і композиту в цілому, а також ступінь неоднорідності твердості зразка на різних масштабних рівнях. Така інформація є важливою при прогнозуванні зносу і оброблюваності структурно-неоднорідних матеріалів. Наведено експериментальні та модельні результати, що підтверджують працездатність методики.The technique of multiple indentation is suggested as a promising way to study the surface properties of structurally inhomogeneous bodies. It is applicable to a wide range of multi-phase materials (including the superhard ones), ceramics and metals, and allows us to estimate the average values of the individual phases and the composite as a whole, as well as the hardness heterogeneity degree of the sample at different length scales. This information is important for predicting the wear and machinability of heterogeneous materials. The experimental data and simulation results confirm robustness of this technique