Geum.ru

Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии

Вид материалаАвтореферат

Содержание


Основные результаты и выводы
Основные положения и научные результаты
Подобный материал:
1   2   3

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
  1. Разработаны новые критерии разделения сигналов АЭ на типы источников сигналов АЭ: излучаемые при пластической деформации (дислокации и двойники), излучаемые при разрушении (микро- и макротрещины).
  2. Установлена стадийность деформации при статическом растяжении и на основании АЭ анализа выявлены стадии:
    1. микротекучести – с высокой активностью АЭ сигналов дислокационного типа и излучаемых микротрещинами,
    2. начала пластической деформации – с характерным снижением активности АЭ; упрочнения – с низкой активностью сигналов АЭ при отсутствии или малой концентрации в составе структуры упрочняющих твердых фаз,
    3. текучести или легкого скольжения – с высокой степенью активности сигналов АЭ дислокационного типа; прерывистой текучести – сопровождающейся периодическими излучениями сигналов АЭ дислокационного типа с низкой амплитудой,
    4. локализации деформации – с отсутствием регистрации АЭ у пластичных материалов, с наличием активности АЭ в титановых сплавах.
  3. На основании АЭ анализа выявлены стадии накопления повреждений при циклической усталости:
    1. циклической микротекучести – с низкой активностью АЭ,
    2. циклической текучести – с активной регистрацией сигналов АЭ дислокационного типа циклического упрочнения – со снижением активности генерации сигналов АЭ,
    3. зарождения и развития микротрещин – сопровождающегося высокой активностью сигналов АЭ дислокационного типа и началом активности источников АЭ типа микротрещин,
    4. развития микротрещин до размеров макротрещин – сопровождающаяся снижением активности АЭ всех типов источников,
    5. долома – с излучением сигналов АЭ всех типов, включая регистрацию сигналов АЭ типа макротрещин.
  4. Установлено ключевое влияние скорости деформации на активность АЭ: при увеличении скорости истинной деформации активность АЭ увеличивается.
  5. Показано влияние термической обработки стали 45 на изменение активности АЭ и суммарной АЭ при испытании образцов растяжением: увеличение температуры отпуска от 200 до 600 °С на 400 °С отмечено резкое увеличение суммарной АЭ и энергии АЭ и снижение механической прочности и твердости, а при отпуске 500 °С – последующее резкое снижение суммарной АЭ и энергии АЭ с увеличением значений механических параметров.
  6. Установлено, что с повышением чувствительности материала к концентрации напряжений увеличивается удельная энергия излучаемых сигналов АЭ и исследованные материалы на этом основании в ряду чувствительности к концентрации напряжений в порядке повышения чувствительности можно расположить следующим образом: сталь 20, АМг6АМ, сталь 45, Д16АТ, ОТ4, ВТ20.
  7. Показано наличие обратной зависимости между максимальным напряжением цикла при циклическом нагружении и суммарной АЭ, зарегистрированной при испытаниях.
  8. Разработаны методики прогнозирования механических свойств и предельного состояния при статическом растяжении и прогнозирования усталостной долговечности при циклическом изгибе образцов поликристаллических материалов.
  9. Установлена прямая зависимость между длительностью инкубационного периода, включающего стадии циклической микротекучести, текучести и упрочнения, и циклической долговечности материалов, а также обратная зависимость между показателем степени графика интегрального накопления сигналов АЭ и величиной импульсного тока электроэрозионной обработки.
  10. Разработаны акустико-эмиссионный программно-аппаратный комплекс для исследования свойств, особенностей и стадий деформации и разрушения материалов, стенд моделирования и исследования сигналов акустической эмиссии, способ определения местоположения источников АЭ с использованием одного приемника.



Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов докторских диссертаций:
  1. Семашко Н.А., Башков О.В. Башкова Т.И. Изменение структуры Ti-Al сплава при деформации// Перспективные материалы. – №1. – 2000. – С. 25 – 29.
  2. Семашко Н.А., Муравьев В.И., Башков О.В., Фролов А.В. Прогнозирование предельного состояния сплава ОТ-4 с использованием метода акустической эмиссии// Контроль. Диагностика. – № 6. – 2001.
  3. Семашко Н.А., Башкова Т.И., Башков О.В., Кабалдин Ю.Г., Физулаков Р.А. Акустическая эмиссия при кристаллизации чистых металлов и сплавов// Литейное производство. – № 2. – 2001. – С. 7 – 8.
  4. Семашко Н.А., Башков О.В., Готчальк А.Г. Мультифрактальный анализ поверхности дюралюминия в процессе деформации// Физика и химия обработки материалов – №1. – 2003. – С. 53 – 55.
  5. Панин С.В., Башков О.В., Семашко Н.А., Панин В.Е., Золотарева С.В. Комбинированное исследование особенностей деформации плоских образцов и образцов с надрезом на микро- и мезоуровнях методами акустической эмиссии и построения карт деформации поверхности// Физическая мезомеханика. – 2004. – том 7. спец. выпуск ч. 2. – С. 303 - 306.
  6. Башков О.В., Семашко Н.А. Прогнозирование механических характеристик сплавов методом акустической эмиссии// Материаловедение. – 2004. – № 7. – С. 41-44.
  7. Башков О.В., Семашко Н.А. Акустическая эмиссия при смене механизмов деформации пластичных конструкционных материалов// Физическая мезомеханика. – 2004. – том 7. – № 6 – С. 59-62.
  8. Еренков О.Ю., Гаврилова А.В., Башков О.В. Исследование кинетики разрушения конструкционных полимерных материалов в условиях одноосного растяжения// Вопросы материаловедения, № 2 (50). – 2007. – С. 80 – 87.
  9. Еренков О.Ю., Гаврилова А.В., Башков О.В. Экспериментальные исследования процесса эволюции дефектной структуры полимерных материалов с применением метода акустической эмиссии// Вестник машиностроения, № 6. – 2007. – С. 59 – 62.
  10. Башков О.В., Семашко Н.А., Шпак Д.А., Коптева О.Г., Панин С.В. Кинетика зоны локализации деформации при одноосном растяжении алюминиевого сплава Д16АТ// Деформация и разрушение материалов. – № 12. – 2008. – С. 19 – 21.
  11. Еренков О.Ю, Башков О.В., Никитенко А.В. Анализ процесса разрушения твердых полимерных материалов на основе оценки параметров сигналов акустической эмиссии// Справочник. Инженерный журнал. – № 2 (143). – 2009. – С. 56 – 59.
  12. Башков О.В., Панин С.В., Семашко Н.А., Петров В.В., Шпак Д.А. Идентификация источников акустической эмиссии при деформации и разрушении стали 12Х18Н10Т// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2009. – № 10. – С. 51 – 57.
  13. Муравьёв В.И., Ким В.А., Фролов А.В., Башков О.В., Кириков А.В. Применение метода акустической эмиссии для исследования кинетики распада переохлаждённого аустенита в стали 5// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2010. – № 1. – С. 33 – 36.
  14. Муравьёв В.И., Фролов А.В., Башков О.В., Кириков А.В., Тарасов Е.А. Особенности акустической эмиссии во время фазовых превращений в сталях// Вопросы материаловедения. 2010. № 1. С. 5-15.
  15. Башков О.В., Парфенов Е.Е., Башкова Т.И. Программно-аппаратный комплекс для регистрации и обработки сигналов, локации и идентификации источников акустической эмиссии// Приборы и техника эксперимента. 2010. - № 5. С. 67-72.
  16. Евстигнеев А.И., Муравьёв В.И., Дмитриев Э.А., Фролов А.В., Башков О.В., Тарасов Е.А. Оценка методом акустической эмиссии фазовых изменений в стали 30ХГСА при ее термообработке// Металлургия машиностроения. 2010. № 6. С. 17-22.
  17. Башков О.В., Панин С.В., Бяков А.В. Исследование влияния толщины азотированного поверхностного слоя на стадийность деформации и разрушения стали 12Х18Н10Т методом акустической эмиссии, корреляция цифровых изображений и анализа диаграмм нагружения// Физическая мезомеханика. 2010. Т. 13. № 6. С. 53-72.
  18. Башков О.В., Панин С.В., Башкова Т.И. Исследование и идентификация механизмов деформации и разрушения стали 12Х18Н10Т методом акустической эмиссии// Ученые записки КнАГТУ. 2010. № 2. С. 145-154.
  19. Панин С.В., Бяков А.В., Гренке В.В., Шакиров И.В., Башков О.В. Разработка и испытание лабораторного стенда регистрации и анализа данных акустической эмиссии// Автометрия. 2011. Т. 47. №1. С. 115-128.
  20. Bashkov O.V., Parfenov E.E., Bashkova T.I. A Soft Hardware Complex for Rcording and Processing of Acoustic Signal and for Location and Inentification of Their Sources// Instrument and Experimental Techniques. 2010. Vol. 53. No 5. P. 682-687.
  21. Муравьёв В.И., Дмитриев Э.А., Фролов А.В., Башков О.В., Кириков А.В., Соколов Д.А. Влияние структурных изменений в стали 30ХГСА во время ее нагрева на параметры сигналов акустической эмиссии// Материаловедение. 2011. №1. С.43-49.
  22. Семашко Н.А., Фролов Д.Н., Физулаков Р.А., Башков О.В., Лежнев Е.В., Нелаев В.К. Аналого-цифровое преобразование, накопление и обработка сигналов акустической эмиссии. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2000611310. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 19.12.2000.
  23. Семашко Н.А., Готчальк А.Г., Башков О.В. Построение и обработка графиков по данным акустической эмиссии. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2003610509. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 25.02.2003.
  24. Беляков А.Ю., Сысоев О.Е., Башков О.В. Программное обеспечение для регистрации сигналов акустической эмиссии «AERecoder» (ПО «AERecoder»). Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007610113. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 09.01.2007.
  25. Парфенов Е.Е., Башков О.В., Ким В.А. Acoustic Emission Pro v2.0. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2011611696. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 06.05.2011.
  26. Башков О.В., Ким В.А., Шпак Д.А. Способ определения местоположения источников акустической эмиссии с использованием одного приемника. Патент № 2425362, зарегистрирован 27.06.2011.

а также в других изданиях:
  1. Семашко Н.А., Башков О.В., Фролов Д.Н. Прогнозирование предельного состояния металлических материалов по результатам акустико-эмиссионного излучения на ранней стадии деформирования// 15 Российская научно-техническая конференция «Неразрушающий контроль и диагностика». – Москва. – 28 июня – 2 июля 1999. – С. 133.
  2. Semashko N.A., Frolov D.N., Bashkov O.V., Filonenko S.F. Research of a sequence of the dislocation gear of plastic deformations of an alloy OT-4 by a method of acoustic emission // V Russian – Chinese International Symposium «Advanced Materials and Processes». – Baikalsk. – July 27 – August 1. – 1999. – P. 190.
  3. Semashko N.A., Bashkov O.V., Merkulov V.I., Frolov D.N., Melnikov D.V. Acoustic emission under change of the mechanisms of plastic deformation in constructional materials// International Workshop «Mesomechnics: foundations and applications». – Tomsk. – March 26-28. – 2001. – P. 119 – 120.
  4. Семашко Н.А., Башков О.В., Муравьев В.И., Фролов А.В., Пекарш А.И. Деградация структуры сплава ОТ4 при деформации одноосным растяжением// 5-е Собрание металловедов России. – Краснодар. – 10-13 сентября 2001. – С. 295 – 298.
  5. Башков О.В., Семашко Н.А., Ляховицкий М.М., Башкова Т.И. Акустическая эмиссия при оценке режимов термической обработки стали 45// 9-й международный семинар – выставка «Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики». – Ялта. – 14-18 сентября 2001. С. 21.
  6. Семашко Н.А., Кабалдин Ю.Г., Башков О.В., Готчальк А.Г., Золотарева С.В. Соотношение фрактальных и акустических параметров в процессе деформации алюминиевого сплава Д16// Международный междисциплинарный симпозиум «Фракталы и прикладная синергетика (ФиПС-01)». – Москва. – 26-30 ноября 2001. – С. 100 – 101.
  7. Башков О.В., Семашко Н.А., Злыгостев А.М., Башкова Т.И., Арабкин Н.Н., Бобошко А.И. Акустической эмиссии при усталостном разрушении стали 30ХГСА с электроэрозионной обработкой поверхности// VIII Российско-Китайский Симпозиум «Новые материалы и технологии». – Гуан-Чжоу, Китай. – 3 - 6 ноября 2005.
  8. Панин С.В., Башков О.В., Фисюн Е.Ф. Исследование особенностей деформации плоских образцов и образцов с надрезом на микро-, мезо- и макроуровнях методами акустической эмиссии и построения карт деформации поверхности// V Всероссийская школа-семинар «Новые материалы. Создание, структура, свойства-2005». – Томск. – 16-18 июня 2005. С. 56-59.
  9. Башков О.В., Семашко Н.А., Арабкин Н.Н., Башкова Т.И. Акустическая эмиссия при прогнозировании циклического нагружения материалов// Международная научно-практическая конференция «Повышение эффективности инвестиционной и инновационной деятельности в дальневосточном регионе и странах АТР». - Комсомольск-на-Амуре. – 12-14 октября. – 2005. С. 41 – 44.
  10. Башков О.В., Панин С.В., Шпак Д.А. Идентификация источников акустической эмиссии при деформации и разрушении материалов// Первая международная конференция «Деформация и разрушение материалов (DFM2006)». – Москва. – 13-16 ноября 2006. – С. 624 – 626.
  11. Bashkov O.V., Shpak D.A. Identification of acoustic emission sources at scale levels of plastic deformation// Joint China-Russia Symposium on Advanced Materials and Processing Technology 2008. – Harbin, China. – June 16-20. – 2008. – P. 365 – 370.
  12. Bashkov O.V., Panin S.V., Semashko N.A., and Shpak D.A. Identification of defects at deformation of materials by wavelet analysis of acoustic emission signals// The 51st Acoustic Emission Working Group Annual Meeting and International Symposium on Acoustic Emission (AEWG and ISAE 2008). – Memphis, USA. – October 13-15. – 2008.
  13. Bashkov O., Panin S., Semashko N., and Shpak D. A method for locating acoustic emission signal sources by a single sensor// The 19st International Acoustic Emission Symposium (IAES 2008). – Kyoto, Japan. – December 10-12. – 2008.
  14. Башков О.В., Семашко Н.А., Шпак Д.А. Исследование кинетики накопления повреждений методом АЭ при формировании циклической усталости поликристаллических материалов// 12 Российская конференция по теплофизическим свойствам веществ. – Москва. – 07 – 10 октября 2008.
  15. Башков О.В., Семашко Н.А., Шпак Д.А. Идентификация развивающихся дефектов при одноосном растяжении материалов методом вейвлет анализа сигналов акустической эмиссии// 12 Российская конференция по теплофизическим свойствам веществ. – Москва. – 07 – 10 октября 2008.
  16. Башков О.В., Семашко Н.А., Башкова Т.И. Локация источников акустической эмиссии с применением одного приемника// Сборник статей «Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении». – ИМиМ ДВО РАН. – Вып. 3. – Ч. 2. – 2009. – С. 161-171.
  17. Панин С.В., Башков О.В., Терентьев Е.В., Шпак Д.А, Бяков А.В., Любутин П.С., Овечкин Б.Б. Исследование стадийности пластической деформации при растяжении образцов конструкционных материалов с концентраторами напряжений методом акустической эмиссии и корреляции цифровых изображений// Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. – 7–11 сентября 2009. – Томск.



Башков Олег Викторович


Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии


автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук


Подписано в печать __.__.2011.

Формат 60 х 84 1/16. Бумага писчая. Ризограф FR3950EP-a.

Усл. печ. л. 2,3. Уч.-изд. л. 2,2. Тираж 100. Заказ ______.


Отпечатано в полиграфической лаборатории

ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический

университет»

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.