к.ф.-м.н., научный сотрудник лаборатории физики прочности
Cand. Sci. (Phys.-math.), Researcher of the Laboratory of Strength Physics
д.ф.-м.н., проф., главный научный сотрудник лаборатории физики прочности
Dr. Phd, Professor, Chief Researcher, Laboratory of Strength Physics
к.ф.-м.н., старший научный сотрудник лаборатории физики прочности
Cand. Sci. (Phys.-math.), Senior Researcher of the Laboratory of Strength Physics
младший научный сотрудник лаборатории локальной металлургии в аддитивных технологиях
Junior Researcher, Laboratory of Local Metallurgy in Additive Technologies
Исследовано влияние температуры испытания на кинетику локализованных фронтов пластичности в алюминиево-магниевом сплаве со структурной неоднородностью в виде сварного шва. Актуальность исследования обусловлена широким применением сварных конструкций из сплавов Al ‒ Mg в сочетании с присущей этим материалам склонностью к эффекту Портевена ‒ Ле Шателье (неустойчивости пластического течения, проявляющейся в виде скачкообразного изменения напряжения и локализации деформации). Исследования проводили в диапазоне температур от –20 до 30 °C при скорости деформирования 1 мм/мин. Методом цифровой корреляции изображений проанализированы поля локальных деформаций и кинетика распространения деформационных фронтов. Установлено, что при всех температурах на кривых деформации проявляется площадка текучести и прерывистое течение, при этом значения пределов текучести и прочности остаются неизменными. На площадке текучести от границ зоны перемешивания сварного шва монотонно распространяются фронты полос Людерса, представляющие собой автоволны переключения локализованной пластичности. При достижении напряжений, превышающих предел текучести, через образец начинают распространяться фронты локализованной деформации, являющиеся автоволнами возбуждения. Причем, повышение температуры до 30 °C сдвигает критическую деформацию начала эффекта Портевена ‒ Ле Шателье в область более высоких напряжений и сокращает продолжительность площадки текучести вдвое. При всех температурах область сварного шва с упрочненными границами способствует делокализации деформации: накопленная деформация в зоне шва почти в два раза ниже, чем в основном металле.
The effect of the test temperature on the kinetics of localized plasticity fronts in an aluminum-magnesium alloy with structural heterogeneity in the form of a weld is investigated. The relevance of the study is due to the widespread use of welded structures made of Al ‒ Mg alloys in combination with the inherent tendency of these materials to the Portevin effect. ‒ Le Chatelier (instability of plastic flow, manifested as an abrupt change in stress and localization of deformation). The studies were carried out in the temperature range from ‒20 to 30 °C at a deformation rate of 1 mm/min. The fields of local deformations and the kinetics of propagation of deformation fronts are analyzed by the method of digital image correlation. It has been found that at all temperatures, the deformation curves exhibit a yield point and intermittent flow, while the values of yield strength and strength remain unchanged. At the yield point, the fronts of the Luders bands monotonously propagate from the boundaries of the mixing zone of the weld, representing autowaves of switching localized plasticity. When stresses exceeding the yield point are reached, localized deformation fronts, which are self-excitation waves, begin to propagate through the sample. Moreover, an increase in temperature to 30 °C shifts the critical deformation of the beginning of the Portevin effect ‒ Le Chatelier enters the area of higher stresses and reduces the duration of the yield point by half. At all temperatures, the weld area with hardened boundaries contributes to the delocalization of deformation: the accumulated deformation in the seam area is almost two times lower than in the base metal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.