ВЛИЯНИE ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА АНИЗОТРОПИЮ УПРУГИХ СВОЙСТВ И СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

А.В. Гончар Gonchar; К.В. Курашкин Kurashkin; О.А. Сергеева Sergeeva; А.А. Соловьев Solovyov

doi:10.32326/1814-9146-2022-84-2-259-271

А.В. Гончар Gonchar Институт проблем машиностроения РАН – филиал Федерального исследовательского центра «Институт прикладной физики РАН», Нижний Новгород, Российская Федерация
К.В. Курашкин Kurashkin Институт проблем машиностроения РАН – филиал Федерального исследовательского центра «Институт прикладной физики РАН», Нижний Новгород, Российская Федерация
О.А. Сергеева Sergeeva ООО «Волга-СГЭМ» – «Камспецэнерго», Набережные Челны, Российская Федерация
А.А. Соловьев Solovyov Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, Российская Федерация

DOI: https://doi.org/10.32326/1814-9146-2022-84-2-259-271

Ключевые слова: пластическая деформация, акустическая анизотропия, головные волны, скорость упругих волн, ультразвуковой метод

Аннотация

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния пластического деформирования на скорости распространения сдвиговых, продольных и головных волн в горячекатаной тонколистовой стали 20. Плоские образцы, вырезанные вдоль и поперек направления прокатки листа, подвергались поэтапному одноосному растяжению с шагом остаточной деформации 4%. Диаграммы растяжения, полученные для образцов, имеют характерную для низкоуглеродистой стали площадку текучести. После каждого этапа образцы разгружались и проводились структурно-чувствительные ультразвуковые измерения с помощью датчиков сдвиговых, продольных и головных волн. Получено, что скорости сдвиговых и продольных волн слабо изменяются до момента потери локальной устойчивости, а скорость головных волн монотонно и практически линейно уменьшается в зависимости от пластической деформации. Исследовано изменение анизотропии упругих свойств материала при пластическом деформировании: получены монотонные зависимости параметра акустической анизотропии (двулучепреломления сдвиговых волн) и относительной разности скоростей продольных и головных волн от степени остаточной пластической деформации. Представленные ультразвуковые исследования позволяют получить информацию об изменениях в структуре материала, вызванных пластической деформацией: эволюции текстуры и накоплении микроповреждений. Получены корреляционные связи между параметром повреждения материала и параметрами анизотропии упругих свойств, которые могут использоваться для ультразвукового контроля состояния пластически деформированной стали.

Дополнительные оптические исследования эволюции микроструктуры на поверхности показали, что в процессе пластического деформирования происходят повороты зерен и локализация пластической деформации (полосы Людерса – Чернова), о чем свидетельствует расфокусирование отдельных микро-участков изображения, также в отдельных зернах образуются грубые полосы скольжения.