Количественная оценка эффекта Баушингера в магниевых сплавах с эффектом асимметрии

Аннотация 4
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 11
1.1 Основные сведения 11
1.2 Магниевые сплавы 11
1.3 Деформационное поведение магниевых сплавов 12
1.4 Эффект Баушингера 19
1.5 Эффект асимметрии 20
2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 21
2.1 Выбор объектов исследования 21
2.2 Методика испытания образцов с целью исследования эффекта Баушингера при растяжении, сжатии магниевых сплавов Mg-Zn-Re и Mg-Zn-Zr-RE 24
2.2.1 Требования к испытательному оборудованию 24
2.2.2 Требования к образцам и их подготовке к испытаниям 24
2.2.3 Режимы испытания и способы фиксации информации 25
2.2.4 Измеряемые параметры 26
2.2.5 Обработка результатов 26
3 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 28
3.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика рассматриваемого технического объекта 28
3.2 Идентификация профессиональных рисков 30
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 34
3.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 36
3.4.1 Идентификация опасных факторов пожара включает 36
3.4.2 Разработка технических средств и организационных мероприятий по обеспечению пожарной безопасности заданного технического объекта (выпускной квалификационной работы) 37
3.4.3 Организационные (организационно-технические) мероприятия по предотвращению пожара 38
3.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 40
3.5.1 Анализ негативных экологических факторов реализуемого производственно-технологического процесса (изготовления, транспортировки, хранения) и/или осуществляемой функциональной эксплуатации технического объекта с точки зрения обеспечения его экологической безопасности 40
3.5.2 Разработка мероприятий по снижению негативного антропогенного воздействия на окружающую среду рассматриваемым техническим объектом (заданным выпускной квалификационной работой), обеспечивающих соблюдение действующих (перспективных) требований нормативных документов 41
3.6 Заключение по разделу «Безопасность и экологичность технического объекта» выпускной квалификационной работы бакалавра 42
4 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ С ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТА БАУШИНГЕРА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ - СЖАТИИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ MG-ZN-RE И MG-ZN-ZR-RE 43
4.1 Введение 43
4.2 Описание экспериментов 46
4.3 Результаты 50
4.4 Обсуждение результатов и выводы 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
Купить

В настоящее время в научном мире проводится большое количество работ по изучению магния и его сплавов.
С момента открытия почти двести лет назад магний привлекает к себе повышенный интерес конструкторов в связи с высочайшей структурной эффективностью, которая может быть выражена соотношением прочности к плотности. Несмотря на это, применение магния и его сплавов до сих пор было ограничено литейными сплавами в довольно узких областях машиностроения по причине низкой пластичности и проблем с его термомеханической обработкой. Однако в последнее время в мире наблюдается стремительный рост в развитии магниевых сплавов, вызванный потребностью авиа- и автомобилестроителей в новых сверхлегких материалах, с одной стороны, и развитием технологий обработки магния с другой. Широкое внедрение магниевых сплавов позволит резко сократить энергозатраты, повысить экологичность транспорта (как наземного, так и аэрокосмического), улучшить общую экономическую эффективность перевозок и повысить их безопасность. Спектр применения магниевых сплавов быстро расширяется с улучшением их технологичности и повышением свойств.
Новый виток интереса к магниевым сплавам поддержан как специализированными национальными научными программами, так и отраслевыми проектами сотрудничества между промышленностью и академическими и научно-исследовательскими организациями (страны Евросоюза, Япония, Австралия, Китай). Известны специальные инвестиционные программы Air Force США и другие, евро-американо-азиатские программы, направленные на развитие данного направления. Уже сейчас это привело к разработке весьма перспективных деформируемых сплавов, резко превосходящих устаревающие литейные марки, практически по всем характеристикам (например, японский сплав Kumadai с LPSO структурой); развиваются технологии термомеханической обработки этих сплавов для экономически обоснованного высокотехнологичного производства коммерческих продуктов. Бурно растет как количество публикаций, так и обмен научной информацией на международных форумах.
Последние достижения в области технологий обработки стимулировали быстрый рост разработок в сфере проектирования и использования деформируемых сплавов на основе Mg. Однако, несмотря на эту тенденцию, физико-механические характеристики Mg сплавов по-прежнему оставляют желать лучшего - главным образом, из-за пробелов в понимании механизмов деформации. За последние годы появились методы интенсивной пластической деформации (ИПД), как эффективное средство для упрочнения металлических материалов и повышения их прочности, как с низкой, так и высокой степенью измельчения зерна.
Магний более чем на 30% легче алюминия, благодаря чему сплавы на его основе обладают максимальной на сегодняшний день удельной прочностью из всех существующих металлических материалов. Этим объясняется повышенный интерес к ним во всем мире.
Наиболее перспективно применение магниевых сплавов в авиакосмической и автомобильной промышленности. При этом особые надежды возлагают на сплавы системы Mg-Zn-RE.
Одним из основных недостатков магния является наличие у него эффекта асимметрии (ЭА): отличие в сопротивлении пластическому деформированию при растяжении и сжатии. Из-за этого сплавы на его основе имеют недостаточно высокие усталостные свойства.
Кроме того, усталостные свойства материалов зависят от его способности воспринимать неупругие деформации, которая оценивается величиной эффекта Баушингера (ЭБ).
Классически эффект Баушингера заключается в уменьшении сопротивления пластическим деформации при смене знака нагружения на противоположный, поэтому его величину, как правило, определяют как относительную разницу в пределах текучести в прямом и обратном направлениях
Однако при наличие эффекта асимметрии величины предела текучести изначально сильно отличаются, в связи с чем нужен другой способ оценки ЭБ.
Поэтому была поставлена следующая цель и задачи.
Цель - расширить представления о деформационном поведении магниевых сплавов при циклическом нагружении.
Задачи:
1. Провести аналитический обзор.
2. Разработать методику испытания образцов.
3. Провести испытания.
4. Провести количественную оценку ЭБ в магниевых сплавах с эффектом асимметрии.
5. Сравнить различные способы оценки ЭБ и сделать вывод об их применимости.
Купить