УДК 539.42

DOI 10.24411/1683-805X-2020-12009

 

Проведено исследование акустической эмиссии, формирующейся при статическом нагружении сплавов системы Pb–Sn, в широком интервале концентраций компонентов сплавов. При механических испытаниях измерялись зависимости скорости счета акустической эмиссии от степени деформации. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о существенном изменении вида регистрируемого акустического излучения в зависимости от структуры сплава, определяемой концентрациями компонентов системы. При малых концентрациях олова зарегистрированная акустическая эмиссия обусловлена движением дислокационных потоков, локализующихся вблизи межзеренных границ, в условиях существенного вклада в пластическую деформацию зернограничного скольжения. При увеличении концентрации b-фазы установлено резкое уменьшение акустического излучения, связываемое с формированием вокруг зерен a-фазы областей с эвтектическим составом, тормозящих развитие дислокационных процессов. Для сплавов эвтектического строения акустическая эмиссия проявлялась в виде максимумов акустического излучения, регистрировавшихся при переходе к сильному пластическому течению. Пластическая деформация в этом случае определялась специфической мезоструктурой сплава и осуществлялась за счет движений как целого отдельных эвтектических колоний, образуемых чередующимися прослойками a- и b-фаз. В заэвтектической области при увеличении концентрации олова наблюдалась мощная акустическая эмиссия, обусловленная ростом вклада b-фазы в акустическое излучение. Показано, что качественные различия в мезоструктуре сплавов системы Pb–Sn, возникающие при изменении концентраций компонентов, вызывают формирование различных доминирующих механизмов пластической деформации и, как следствие, приводят к значительному изменению вида акустической эмиссии при нагружении сплавов.

Ключевые слова: акустическая эмиссия, пластическая деформация, сплавы свинец–олово, эвтектические сплавы

 

Acoustic emission during plastic deformation of Pb–Sn alloys

The study explores acoustic emission under static loading of Pb–Sn alloys in a wide range of alloy element contents. The strain rate dependences of the acoustic emission count rate were plotted in mechanical tests. The obtained experimental data revealed a significant change in the type of recorded acoustic emission signals depending on the alloy structure, determined by the content of the alloy elements. With a low tin content, the recorded acoustic emission is generated by the dislocation fluxes localized at grain boundaries, with a large contribution of grain boundary sliding to plastic deformation. With an increase in the b-phase content, acoustic emission decreases sharply due to the formation of eutectic regions around the a-phase grains, which inhibit dislocation processes. For eutectic alloys, acoustic emission peaks were detected in the transition to intense plastic flow. Plastic deformation in this case was determined by the specific mesostructure of the alloy and occurred through the motion of individual eutectic colonies formed by alternating layers of the a and b phases. Strong acoustic emission activity in the hypereutectic region was observed with increasing tin content, due to increasing contribution of the b phase to acoustic emission. It was shown that qualitative differences in the mesostructure of Pb–Sn alloys manifested with changes in the element contents trigger various dominant mechanisms of plastic deformation, due to which the acoustic emission type changes markedly in the loaded alloy.

Keywords: acoustic emission, plastic deformation, lead–tin alloys, eutectic alloys

Д.С. Салита, В.В. Поляков  Акустическая эмиссия при пластической деформации сплавов системы Pb–Sn // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 2. - С. 84-93