Анализ связи структурных изменений и механических свойств металлических материалов при модификации поверхности с использованием мультифрактальных представлений
Необходимость количественного описания структур металлических металлов в ходе процессов деформации и разрушения, в том числе описание различий в особенностях деформирования приповерхностных и внутренних слоев и их поверхностей разрушения, поверхностей со сложной геометрией, делает целесообразным кроме общепринятых структурных параметров и методик, использовать показатели, которые смогли бы учесть… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Особенности пластического течения поверхностных слоев металлов и сплавов в условиях статического и циклического деформирования
- 1. 1. Закономерности пластического течения поверхностных слоев металлических материалов при деформации
- 1. 2. Барьерный эффект приповерхностного слоя на начальных стадиях деформирования. Формирование физического предела текучести
- 1. 3. Роль приповерхностных слоев в накоплении усталостных повреждений и формировании физического предела выносливости
- 1. 4. Выводы по 1-ой главе
- Глава 2. Использование мультифрактальных представлений при изучении структуры и особенностей пластической деформации и разрушения металлических материалов
- 2. 1. Представления о системном характере строения материалов
- 2. 2. Количественное описание сложных структур и концепция фракталов
- 2. 3. Мультифрактальная параметризация структур
- 2. 4. Цифровое представление и классификация параметризуемых структур
- 2. 5. Стадийность процессов пластической деформации и разрушения
- 2. 6. Системные аспекты эффекта приповерхностного слоя
- 2. 7. Возможность улучшения механических свойств металлических материалов путем поверхностного модифицирования
- 2. 8. Выводы по 2-ой главе
- Глава 3. Влияние топографической структуры поверхности на механические свойства металлических материалов
- 3. 1. Описание топографических структур
- 3. 2. Обзор исследований по влиянию топографической структуры поверхности на механические свойства металлических материалов
- 3. 3. Экспериментальное исследование влияния топографической структуры поверхности на механические свойства сплавов на основе молибдена
- 3. 4. Экспериментальное исследование влияния топографической структуры поверхности на механические свойства мартенситно-стареющей стали
- 3. 5. Взаимосвязь механических свойств металлических материалов с мультифрактальными характеристиками топографической структуры их поверхности
- 3. 6. Влияние низкоэнергетического потока ионов аргона на топографическую структуру поверхности и механические свойства мартенситно-стареющей стали
- 3. 7. Влияние топографической структуры поверхности на статические и циклические свойства Ti-Ni сплавов
- 3. 8. Выводы по главе 3
- Глава 4. Влияние состояния поверхностных слоев и покрытий на механические свойства металлических материалов
- 4. 1. Обзор исследований по влиянию покрытий и состояния поверхностных слоев на изменение механических свойств материалов
- 4. 2. Экспериментальное исследование влияния рениевых и медных покрытий на свойства технически чистого молибдена при статическом растяжении
- 4. 3. Влияние нанесения магнстройных покрытий из сплава Mo-45,8Re на свойства молибденовых сплавов при статическом растяжении
- 4. 4. Особенности структурной самоорганизации в приповерхностных слоях молибдена с магнетронным покрытием на разных стадиях деформации
- 4. 5. Влияние обезуглероживания на свойства и особенности разрушения технически чистого молибдена при статическом растяжении
- 4. 6. Влияния магнетронных покрытия из алюминия и нержавеющей стали 12Х18Н10Т на механические свойства стали 00Н16К4М4Т2Ю при статическом растяжении
- 4. 7. Феноменологическая модель влияния модифицированного поверхностного слоя на процессы структурной самоорганизации в приповерхностных слоях металлических материалов
- 4. 8. Выводы по главе 4
Глава 5. Изучение структурных преобразований в поверхностных слоях металлических материалов в результате направленных внешних воздействияй различной природы253 5.1. Изучение изменений зеренной структуры алюминиевого сплава при ударном воздействии скоростной частицы.
5.2. Исследование воздействия лазерного излучения на структуру тонких слоев медных сплавов.
5.3. Исследование влияния импульсов дейтеривой плазмы на поверхность хромомарганцевой стали.
5.4. Исследование процессов самоорганизации топографической структуры покрытий, формирующихся из паровой фазы.
5.5. Оптимизация технологии микродугового оксидирования алюминиевого сплава
5.6. Изучение особенностей структурной самоорганизации эпитаксиальных слоев gan на сапфировой подложке.
5.7. Исследование формирования наноструктурных композитных фуллереноосновных пленок Сбо-CdTe
5.8. Выводы по главе 5.
Список литературы
- Крамер И., Демер Л. Влияние среды на механические свойства металлов., М.: Металлургия, 1964, 150 с.
- Kramer I.R. Surface layers effects on the plastic deformation of iron and molybdenum. //Trans.Met.Soc. AIME, 1967, v. 239, p.520−530.
- Kramer J.R., Pangborn R., Weissmann S., Dislocation distribution in plastically deformed metals. //. Proc. 27th Sagamore Army Mater. Res. Conf. «Fatigue Environ, and Temp. Eff», Lake George, N.Y., 14−18 July, 1980, New York London, 1983, p.103−117.
- Махлин E.C. Состояние поверхности и прочностные свойства. // В кн.: «Механизмы упрочнения твердых тел», М.: Металлургия, 1965, с.340−367.
- Grosskreutz J.C., Benson D.K., The effects of the surface on the mechanical properties of Metals. // In «Surfaces and Interfaces», N.Y., Syracuse: Syracuse University Press, 1968, Vol. II, p.61−67.
- Вествуд А., Чувствительность механических свойств к действию окружающей среды. Современное состояние исследований и основные проблемы. // В кн.: «Чувствительность механических свойств к действию среды», М.: Мир, 1969, с.27−77.
- Ребиндер П.А., Щукин Е. Д., Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения. // Успехи физических наук, 1972, т. 108, сентябрь, вып.1, с.3−42.
- Смолякова Л.Г., Терентьев В. Ф., Влияние структурного состояния поверхности молибденовой проволоки на характер кривых деформации. // Физика и химия обработки материалов, 1969, № 4, с.73−77.
- Иванова B.C., Терентьев В. Ф., Влияние более раннего течения приповерхностного слоя на упрочнение и разрушение металлов и сплавов. // Физика и химия обработки материалов, 1970, № 1, с. 79−89.
- Иванова B.C., Терентьев В. Ф., Пойда В. Г., Особенности поведения поверхностного слоя металлов при различных условиях нагружения. // Металлофизика, 1972, № 43, с.63−82.
- Терентьев В.Ф., К вопросу о природе физического предела текучести и хрупкого разрушения. // Доклады АН СССР, 1969, т. 185, № 1, с.83−86.
- Терентьев В.Ф., Модель физического предела усталости металлов и сплавов. // Доклады АН СССР, 1969, т. 185, № 2, с.324−326.
- Терентьев В.Ф., Орлов Л. Г., Пойда В. Г., Особенности протекания пластической деформации ОЦК металлов в области микротекучести. // Проблемы прочности, 1972, № 9, с.34−37.
- Толутис К.Б., Терентьев В. Ф., Вилис И. С., Распределение остаточных напряжений в статически деформированных сталях. // Материалы XII республ. научно-технич. конф., 1972, Каунас: Каунасский политехи, институт, с.97−99.
- Толутис К.Б., Терентьев В. Ф., Вилис И. С., Определение остаточных напряжений в статически деформированных сталях. // Заводская лаборатория, 1974, т.40, № 3, с.317−320.
- Samarin A.M., Ivanova V.S., Terentjev V. F., et al., Effect of Тешрег Rolling on Elimination of Yield Plateau in Vacuum Treated Low-Carbon Steels. // VIA medd., 1971, № 196/2, p. 102−110.
- Толутис К.Б., Терентьев В. Ф., Вилис И. С., Влияние упрочнения поверхностного слоя на вид диаграммы растяжения и прочностные свойства малоуглеродистой стали. // Физика и химия обработки материалов, 1975, № 1, с.77−83.
- Алехин В.П., Шоршоров М. Х., Структурные особенности кинетики микропластической деформации вблизи свободной поверхности твердого тела. // Физика и химия обработки материалов, 1974, № 4, с.107−121.
- Алехин В.П., Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983,260 с.
- Орлов Л.Г., Образование дислокаций на границах зерен, как составная часть механизма ранних стадий пластической деформации. // Тезисы докл. I Всесоюзной конф. «Структура и свойства границ зерен», Уфа, 1983, с. 13−14.
- Орлов Л.Г. Дислокационноструктурный механизм пластической деформации и упрочнения альфа железа. / Автореф на соискание уч. степени доктора технич. наук, М.: Московский институт стали и сплавов, 1983, 35 с.
- Hong W., Wang D.Z., Yang W.D. et al., High cycle fatigue life improvement of polycrystallline alpha Iron modified by silver, chromium, aluminium and ittrium ion implantation. // Scripta Metallurgica et Materialia, 1995, v.32, № 12, p.2001−2007.
- Thompson N.G., Lichter B.D., Applications of iron implantation to improvement of surface properties of metals and alloys. // Rev. Coating and Corros., 1981, v.4, № 25, p.152−193.
- Jata K.V., Han J., Starke E.A., Legg K.O., Ion implantation effect on fatigue crack initiation in Ti 24V. // Scripta metallurgica, 1983, v. 17, p. 479−483.
- Fukuoka C., Nakagawa Y.G., Microstructural evalution of cumulative fatigue damage below the fatigue limit.// Scripta Materialia, 1996, v.34, № 9, p. 1497−1502.
- Гусева М.И., Ионная имплантация в металлах. // Поверхность. Физика, химия, механика., 1982, № 4, с.27−50.
- Владимиров Б.Г., Гусева М. И., Иванов С. М. и др., Повышение циклической прочности металлов и сплавов методом ионной имплантацию. // Поверхность. Физика, химия, механика., 1982, № 7, с. 139−147.
- Майерс С., Ионно-имплантированные металлические слои. // В кн.: «Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакция., М.: Мир, 1982, с.539−572.
- Федоров А.В., Васильева Е. В., Владимиров Б. Г. и др., Исследование свойств поверхности стали после ионной имплантации. // Поверхность. Физика, химия, механика., 1983, № 8, с. 123−131.
- Браун Н., Наблюдения микропластичности. // В кн.: Микропластичность, М.: Металлургия, 1972, с.37−61.
- Мак Магон К.Дж., Микропластичность железа. // В кн.: Микропластичность, М.: Металлургия, 1972, с. 101−117.
- Emter D., Macherauch E., Die Streckgrenze des Ferrits an der Oberflache von Zugproben aus unlegierten Stahlen mit bis 1, I5%C. // Archiv far das Eisenhuttenwesen, 1964, b.35, № 9, s.909−918.
- Malis Т., Tangri K., Grain boimdaries as dislocations sources in the preimacroyield strain region. //Acta Metallurgica, 1979, v.27, p.25−32.
- Егоров М.И., Борисов E.B., Особенности диаграмм растяжения сталей в условиях непосредственного нагружения (до наступления текучести). II В Сб."Исслед. прочн. элементов строит, мет. конструкций», М.: Металлургия, 1982, с.64−73.
- Tandon K.N., Tangri К., Slip sources in the surface layers of polycrystalline Fe -3pct Si in the early stages of deformation. II Metallurgical Transactions, 1975, v.6A, p.809−813.
- Иоффе А.Ф., Кирпичева M.B., Левитская M.A., Деформация и прочность кристаллов. // Успехи физических наук, 1967, № 2, с.303−314.
- Давиденков Н.Н. Классен Неклюдова М.В., Влияние воды на прочность каменной соли. // ЖЭТФ, т.2, № 5−6, с.412−420.
- Классен Неклюдова М. В., Влияние растворения поверхности образца кислотами на механические свойства монокристаллов. // ЖЭТФ, 1938, т.8, № 10−11, с. 1207−1215.
- Давиденков Н.Н., Шевандин Е. Ш., О хрупкой прочности каменной соли. // ЖЭТФ, 1936, т.6, № 3, с.261−271.
- Классен-Неклюдова М.В., Влияние искусственного повреждения поверхности на прочность каменной соли. // ЖЭТФ, 1936, т.6, № 6, с.584−597.
- Степанов А.В., Милькоманович Е. А., Влияние растворения на искусственное сдвигообразование. // ЖЭТФ, 1951, т.21, № 3, с.409−412.
- Степанов А.В., Основы физического учения о прочности и пластичности кристаллов. //Изв. АН СССР, сер. физическая, 1953, т. 17, № 3, с.271−285.
- Набарро Ф.Н.Р., Бозинский З. С., Холт Д. Б., Пластичность монокристаллов., М.: Металлургия, 1967, 213 с.
- Давиденков Н.Н., Изучение пластической деформации посредством рентгеноанализа. //ЖЭТФ, 1944, т. 14, № 9, с.506−514.
- Gilman J. J., Debris mechanism of strain-hardening. // J. of Appl. Phys., 1962, v.33, № 9, p.2703−2709.
- Sumin K., Yamamoto M., Preferential plastic deformation in the surface region of A1 and a-Fe single crystals. // J. Phys. Soc. Jap., 1961, v.16, № 1, p.131−132.
- Судзуки Т., Поверхностные источники и пластическое течение в кристаллах КС1. // В кн.: Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: ИЛ, 1960, с.151−167.
- Смирнов Б.И., Ефимов Б. А., Влияние поверхности на плотность винтовых дислокаций в деформированных кристаллах LiF. // Кристаллография, 1966, т. 11, № 2, с.323−324.
- Алехин В.П., Алиев Г. Г., Шоршоров М. Х., Электронно-микроскопические исследования структуры поверхностных и объемных слоев монокристаллов кремния на начальной стадии деформирования. // Физика и химия обработки материалов, 1973, № 1, с.71−75.
- Kramer I.R., Effect of the surface on the activation energy and activated valume for plastic deformation of FCC metals. // Trans, of AIME, 1964, v.230, p.991−1000.
- Kramer I.R., Feng C., The effect of surface remowval on the yield point phenomena of metals.// Trans, of AIME, 1965, v.223, p. 1467−1473.
- Kramer I.R., Kumar A., Study of effect of diffused layers on the fatigue strength of commercial titanium alloys. / U.S. Air Force Report AFML-TR-70−185, Sep. 1970.
- Kramer I.R., Kumar A., On surface layer effects.//Scr.Met., 1969, v.3,№ 4, p.205−209.
- Kramer I.R., Surface layer effects on the mechanical behavior of metals. // Advances Mech. and Phys.Surface., 1986, v.3, p. 109−260.
- Latanision R.M., Stachle R.W., The effect of continuous hydrogeneration on the deformation of Ni single crystals. // Scr. Met., 1968, v.2, p.667−672.
- Kitajima S., Tonda H, Kateda H., Dislocation motion and multiplication in copper crystals. // Supple. Trans. ЛМ, 1968, v.9, № 12, p.740−746.
- Kitajima S., Tanaka H, Kateda H., Dislocation distribution near the surface of weakly deformed copper crystals. // Trans. JIM, 1969, v. 10, № 1, p. 12−16.
- Шабалин В.И., О механизме пластической деформации металлов. // Докл. АН СССР, 1962, т. 144, № 3, с.551−554.
- Алехин В.П., Алиев Г. Г., Шоршоров М. Х., Образование градиента плотности дислокаций в поверхностных слоях кристаллов кремния на начальной стадии деформации. // Физика и химия обработки материалов, 1971, № 3, с.143−146.
- Алиев Г. Г., Исследование особенностей микропластической деформации в приповерхностных слоях кремния и ее влияние на общий характер микропластического течения. / Автореферат дис.. канд.физ.-мат.наук, М., 1971, 16 с.
- Алехин В.П., Гусев О. В., Шоршоров М. Х., К вопросу об аномальности механических свойств поверхностных слоев. / В кн.:Усталость металлов и сплавов., М.:Наука, 1971, с.48−53.
- Алехин В.П., Гусев О. В., Шоршоров М. Х., О причинах появления аномальной пластичности в поверхностных слоях кристаллов на начальной стадии деформации. // Физика и химия обработки материалов, 1969, № 6, с.50−60.
- Зайцев В. А., Структурные и кинетические особенности пластической деформации в поверхностных слоях О ЦК металлов при статическом и циклическом нагружениях. / Диссертация. канд. техн наук., Воронеж: Воронежский политехи, ин-т, 1987.
- Криштал М.А., Алехин В. П., Мерсон Д. Л., Зайцев В. А., Распространение пластической деформации по сечению образца и акустическая эмиссия при одноосном растяжении меди. // Физ. металлов и металловедение, 1987, т.63, № 5, с.1011−1017.
- Surface effects in crystal plasticity (ed. by R.M. Latinision and J.T. Fourie) / NATO Advanced Study Institutes Series, Series E: Applied Science, № 17, Noordhoff-Leyden, 1977, 944p.
- Glocker R., Hasenmaier H., Rontgen-Spannungsmessungen iiber den Beginn des FliePvorganges bei Kohlenstoffstahl.// VDI-Zeitschrift, 1940, v.84, № 43, s.825−828.
- Гликман JI. А., Санфирова Т. П., Степанов В. А., О возникновении остаточных напряжений первого рода при растяжении. II (К вопросу о наличии ослабленного поверхностного слоя). // Ж. технич. физ., 1949, т. 19, № 3, с.327−330.
- Meyers М.А., Ashworth Е., A model for the effect of grain on the yield stress of metals. // Phil. Mag., 1982, v.46, № 5, p.737−759.
- Набарро Ф. P. H., Базинский 3. С., Холт Д. Б., Пластичность чистых монокристаллов., М: Металлургия, 1967, 247 с.
- Faninger G., Einfliiss des Gefiiges auf das Verformungsverhalten unlegierter und chromlegierter Stable. // Harterei-Techn. Mitt., 1967, v.22, № 4, s.341−346.
- Fisher T.C., Discussion of «Creep Behavior of Zinc Modified by Copper in the Surface Layer». //Trans. AIME, 1952, v. 194, p.531−534.
- Алехин В. П., Гусев О. В., Трефилов В. И., Шоршоров М. X., К вопросу об аномальной пластичности приповерхностных слоев полупроводниковых кристаллов. //Докл. АН СССР, 1969, 188, № 3, с. 52−55.
- Мак Лин Д., Механические свойства металлов., М.: Металлургия, 1965, 232 с.
- Кузнецов В. Д., Поверхностная энергия твердых тел., М.: Гостехиздат, 1954, 219 с.
- Mordike В. L., Plastic Deformation of Zone Refined Tantalum Single Crystals. // Z. Metallkunde, 1962, v.53, № 9, p.586−594.
- Иванова B.C., Пойда В. Г., Смолякова Л. Г., Терентьев В. Ф., Особенности пластического течения предварительно деформированного молибдена. // Физика и химия обработки материалов, 1969, № 6, с.61−69.
- Терентьев В.Ф., Махутов Н. А., Пойда В. Г. и др., К вопросу о природе эффекта Баушингера. // Пробл. прочности, 1969, № 3, с.59−63.
- Самарин A.M., Иванова B.C., Терентьев В. Ф. и др., Влияние упрочнения при дрессировке на устранение площадки текучести у вакуумированной малоуглеродистой стали. // Физика и химия обработки материалов, 1971, № 4, с.53−60.
- Vilys J., Ciuplys V., Terentjev V., Kolmakov A. et al., Particularies of Plastic Deformation of Metals Near Surface Layers., Kaunas: Technologija, 2003, 208 p.82.