Исследование инварной аномалии в многослойных материалах на основе сталей
Авторы: Сафонов М.Д.
Опубликовано в выпуске: #6(78)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-6-1775
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Материаловедение в машиностроении
Представлены результаты исследования анизотропии термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР), которая была обнаружена в многослойном металлическом материале на основе сталей 08кп и 08Х18, синтезированном методом горячей пакетной прокатки. Установлено, что многослойный материал имеет аномально низкие значения ТКЛР в направлении, перпендикулярном плоскости прокатки. Для объяснения этого явления была предложена гипотеза о взаимосвязи нормальных и касательных напряжений, возникающих на межслойных границах такого материала. Гипотезу подтверждает факт значительного влияния, оказываемого напряжениями сжатия в направлении, перпендикулярном плоскости прокатки, со стороны стали 08Х18, имеющей более высокие значения ТКЛР, на сталь 08кп, претерпевающую переход α→γ в процессе нагрева. Показано, что объемный эффект перехода α→γ, зафиксированный в процессе нагрева монолитного образца стали 08кп, многократно возрастает в случае, когда эта сталь находится в составе многослойного композита
Литература
[1] Шалин P.E., Машинская Г.П., Железина Г.Ф., Морозов Г.А. Адаптирующиеся (интеллектуальные) материалы и проблемы их создания. Межотраслевой науч.-техн. сб. «Технология». Сер. Конструкции из композиционных материалов. Москва, ВИМИ, 1995, вып. 2, с. 43–48.
[2] Гуляев И.Н., Гуняев Г.М., Раскутин А.Е. Полимерные композиционные материалы с функциями адаптации и диагностики состояния. Авиационные материалы и технологии, 2012, № S, с. 242–253.
[3] Bensoussan A., Lions J.-L., Papanicolaou G.C. Asymptotic Analysis for Periodic Structures. Amsterdam, North Holland Pub. Co., 1978.
[4] Sanchez-Palencia E. Nonhomogeneous Media and Vibration Theory. Lecture Notes in Physics 127. Berlin, Springer, 1980.
[5] Almgren R.F. An isotropic three-dimensional structure with Poisson’s ratio. J. Elasticity, 1985, vol. 15, pp. 427–430.
[6] Колпаков А.Г., Ракин С.И. К задаче синтеза композиционного материала одномерного строения с заданными характеристиками. Прикладная механика и техническая физика, 1986, № 6, с. 143–150.
[7] Колпаков А.Г., Ракин С.И. Деформационные характеристики слоистых композитов при нелинейных деформациях. Прикладная механика и техническая физика, 2004, № 5, с. 157–166.
[8] Хоменко О.А. Происхождение и особенности инварных аномалий физических свойств. Fe–Ni сплавы с ГЦК-решеткой. Физика металлов и металловедение, 2007, том 104, № 2, с. 155–165.
[9] Mary T.A., Evans J.S.O., Vogt T., Sleight A.W. Negative thermal expansion from 0.3 to 1050 Kelvin in ZrW2O8. Science, vol. 272, issue 5258, pp. 90–92. DOI: 10.1126/science.272.5258.90
[10] Wang Y., Gao J., Wu H., Yang S., Ding X., Wang D., Ren X., Wang Y.Z., Song X. Strain glass transition in a multifunctional β-type Ti alloy, Sci. Rep. 4, 3995 (2014).
[11] Kainuma R., Wang J.J., Omori T., Sutou Y., Ishida, K. Invar-type effect induced by cold-rolling deformation in shape memory alloys. Appl. Phys. Lett., 2002, no. 80 (23), pp. 4348–4350.
[12] Monroe J.A., Gehring D., Karaman I., Arroyave R., Brown D.W., Clausen B. Tailored thermal expansion alloys. Acta Mater., 2016, no. 102, pp. 333–341. DOI: 10.1016/j.actamat.2015.09.012
[13] Колокольцев В.М., ред. Инновационные металлические материалы. Магнитогорск, Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016, 371 с.
[14] Табатчикова Т.И., Плохих А.И., Яковлев И.Л., Клюева С.Ю. Структура и свойства многослойного материала на основе сталей, полученного методом горячей пакетной прокатки. Физика металлов и металловедение, 2013, т. 114, № 7, с. 633– 646.
[15] Табатчикова Т.И., Яковлева И.Л., Плохих А.И., Дельгадо Рейна С.Ю. Исследование многослойного материала на основе нержавеющих сталей, полученного методом горячей пакетной прокатки. Физика металлов и металловедение, 2014, т. 115, № 4, с. 431–442. DOI: 10.7868/S0015323014040159
[16] Колесников А.Г., Плохих А.И. Конструкционные металлические материалы с субмикро- и наноразмерной структурой. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2010, № S, специальный выпуск «Наноинженерия», с. 44−52.
[17] Плохих А.И., Колесников А.Г., Сафонов М.Д. Высокотемпературный псевдоинварный эффект в многослойных материалах на основе сталей. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение, 2017, т. 19, № 2, с. 7–20. DOI: 10.15593/2224-9877/2017.2.01
[18] Плохих А.И., Власова Д.В., Ховова О.М., Полянский В.М. Исследование влияния диффузионной подвижности легирующих элементов на стабильность структуры многослойных металлических материалов. Наука и образование: электронное научно-техническое издание, 2011, № 11. URL: http://technomag.edu.ru/doc/262116.html