Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 119-123

 

Д.С. Салита1, В.В. Поляков1,2

Акустическая эмиссия при пластической деформации оловянно-свинцовых сплавов

1Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, 656049, Барнаул, Россия
2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Проведено исследование акустической эмиссии при статическом растяжении оловянно-свинцовых сплавов в условиях повторного нагружения. Были исследованы сплавы 30%Pb-70%Sn, 20%Pb-80%Sn, 10%Pb-90%Sn, отличавшиеся топологически различной структурой. Для сплава 30%Pb-70%Sn структура характеризовалась эвтектическими колониями из чередующихся прослоек α- и β-фаз, образовывавшими связный кластер, с включениями изолированных зерен β-фазы. При увеличении концентрации β-фазы формировался связный кластера из зерен олова с изолированными включениями эвтектических областей. Для сплава 10%Pb-90%Sn эти области были представлены небольшими участками, располагавшимися по границам зерен β-фазы. Экспериментально обнаружено, что при повторном нагружении оловянно-свинцовых сплавов регистрировалась акустическая эмиссия, возникавшая с самого начала повторного нагружения до достижения уровня предыдущей нагрузки. Это означало, что нарушался эффект Кайзера, наблюдавшийся в большинстве металлических материалов. Для объяснения отклонения от акустоэмиссионного эффекта памяти рассмотрены физические механизмы, обусловленные наличием областей с эвтектической структурой. Для сплава 30%Pb-70%Sn пластическая деформация в первую очередь осуществлялась за счет движение эвтектических колоний как целого по общим границам раздела. При высоких концентрациях β-фазы в сплавах 20%Pb-80%Sn и 10%Pb-90%Sn пластическое течение реализовывалось путем скольжении зерен β-фазы по эвтектическим прослойками, залегавшим по границам зерен олова. Как следствие, при повторном нагружении отсутствовали мощные дислокационные барьеры, тормозящие дислокационные потоки. В связи с этим акустическая эмиссия регистрировалась на ранних стадиях повторного нагружения.

Ключевые слова: акустическая эмиссия, пластическая деформация, оловянно-свинцовые сплавы, эвтектические сплавы.

УДК 539.42

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.019


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 119-123

 

D.S. Salita1, V.V. Polyakov1,2

Acoustic emission in plastic deformation of tin-lead alloys

1Altai State University, Lenin Pr., 61, Barnaul, 656049, Russia
2Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS, Academicheskiy Pr., 2/4, Tomsk, 634055, Russia

A study was made of acoustic emission under static tension of tin-lead alloys under reloading conditions. Alloys of 30%Pb-70%Sn, 20%Pb-80%Sn, 10%Pb-90%Sn, which had a topologically different structure, were investigated. For the 30%Pb-70%Sn alloy, the structure was characterized by eutectic colonies of alternating interlayers of α- and β-phases forming a connected cluster with inclusions of isolated grains of the β-phase. With increasing concentration of the β-phase, a connected cluster of tin grains with isolated inclusions of eutectic regions was formed. For the 10%Pb-90%Sn alloy, these regions were represented by small sections located along the grain boundaries of the β-phase. It was experimentally found that during re-loading of tin-lead alloys, acoustic emission was recorded that occurred from the very beginning of re-loading until the previous load level was reached. This meant that the Kaiser effect observed in most metallic materials was disrupted. To explain the deviation from the acoustic emission effect of the memory, physical mechanisms due to the presence of regions with a eutectic structure are considered. For the 30%Pb-70%Sn alloy, plastic deformation was primarily carried out due to the movement of eutectic colonies as a whole along common interfaces. At high concentrations of the β phase in alloys of 20%Pb-80%Sn and 10%Pb-90%Sn, the plastic flow was realized by sliding the β-phase grains along the eutectic interlayers lying along the tin grain boundaries. As a result, during reloading, powerful dislocation barriers that inhibit dislocation flows were absent. In this regard, acoustic emission was recorded in the early stages of reloading.

Keywords: acoustic emission, plastic deformation, tin-lead alloys, eutectic alloys.