Влияние предварительного циклического нагружения на закритическое деформирование дисперсноупрочненных металлокомпозитов на основе меди 

В.Э. Вильдеман , А.Н. Горбунов (Пермь)

Исследуется стадия закритического деформирования дисперсноупрочненных волокнистых металлокомпозитов на основе порошковой меди КМ-4 и КМ-25 при квазистатических и циклических испытаниях. Дисперсноупрочненные композиционные материалы - это спеченные, содержащие искусственно вводимые высокодисперсные, равномерно распределенные частицы, не взаимодействующие с матрицей и не растворяющиеся в ней вплоть до температуры плавления. При этом в качестве упрочняющей фазы используют оксиды, карбиды и нитриды металлов. Высокодисперсные неметаллические включения вводят для повышения жаропрочности. В результате микросканирования материала КМ-4 можно сделать вывод о том, что основной материал в продольном направлении имеет волокнистое строение с включениями различной геометрической формы и цвета. Неметаллические включения располагаются по образующей, в центре образца их расположение - произвольное.

Для изучения влияния предварительного циклического нагружения на закритическую стадию деформирования, характеризуемую ростом деформации, сопровождающим падение напряжения, были проведены квазистатические испытания материала КМ- 4 с построением ниспадающей ветви диаграммы деформирования на разрывной машине Инстрон – 1195. Нагружение образца проводилось с периодическими разгрузками и последующими повторными нагружениями. По результатам микросканирования разрушенного образца в продольном направлении можно сделать вывод о вытягивании волокон, при этом разрушение происходит пучками. Диаграмма деформирования после предварительного усталостного нагружения с малой амплитудой сохранила ниспадающий участок, более того, возрос предел прочности и предельные значения деформации и напряжения. Качественно подобные результаты были получены и для другого дисперсноупрочненного композиционного спеченного материала на основе порошковой меди КМ–25.

В результате проведенных экспериментальных исследований для дисперсноупрочненных композиционных материалов на основе порошковой меди КМ-4 и КМ-25 обнаружен эффект повышения предела прочности в результате предварительного циклического нагружения малой амплитуды и показана возможность существенного увеличения деформационного ресурса за счет реализации закритической стадии деформирования.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ-Урал № 01-01-96479).