23.12.2024
Влияние интерфейсов на характеристики ударного разрушения слоистого магниевого сплава МЛ-19, сформированного диффузионной сваркой
Сотрудниками лабораторий физики наноструктурных биокомпозитов и нанобиоинженерии с коллегами из Института проблем сверхпластичности металлов РАН предложен способ повышения ударной вязкости слоистого материала, полученного методом диффузионной сварки магниевого сплава МЛ-19.
Магний и его сплавы используются в различных отраслях промышленности, в частности в авиакосмической. В связи с этим остается актуальным вопрос повышения прочности конструкций из магниевых сплавов. Ударная вязкость является одним из критериев конструкционной прочности, определяющих надежность материала в эксплуатации. Формирование слоистых конструкций является перспективным направлением для улучшения ударной вязкости. Впервые было исследовано ударное поведение слоистого материала, полученного методом диффузионной сварки магниевого сплава. Образцы слоистых и монолитных материалов испытывались при комнатной температуре на ударный изгиб с регистрацией диаграмм динамического нагружения. Помимо ударной вязкости количественно оценивались полная энергия разрушения, энергия зарождения трещины и энергия ее распространения. Наибольшей ударной вязкостью характеризовался слоистый материал с последовательным распространением трещины из одного слоя в другой. Ударная вязкость слоистого материала с одновременным распространением трещины по всем слоям была сопоставима с вязкостью монолитного материала. Независимо от ориентации интерфейса относительно направления распространения трещины в слоистом материале основной вклад в энергию разрушения вносила энергия зарождения трещины, аналогично монолитному материалу.
Однако и для монолитного материала, и для слоистого при одновременном распространении трещины по всем слоям энергия зарождения превышала энергию распространения трещины в 1,2 и 1,4 раза, соответственно. Напротив, для слоистого материала при последовательном распространении трещины энергия зарождения превышала энергию распространения трещины в 3,4 раза. Разрушение слоистых образцов сопровождалось расслоением. Все образцы характеризовались межзеренным вязким разрушением.
Работа выполнена частично в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2021-0004.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Letters on Materials»:
A.A. Sarkeeva, M.A. Khimich, A. Kruglov, Y.P. Sharkeev. Effect of interfaces on the impact fracture characteristics of diffusion-bonded magnesium alloy ML-19. Letters on Materials. 2024. Vol. 14. No. 4. P. 488-494.
https://doi.org/10.48612/letters/2024-4-488-494