ИСТИНА

Целью диссертационной работы являлось комплексное исследование с помощью различных акустических методов влияния изменения микроструктуры поликристаллических металлов на поведение их макроскопических упругих и акустических свойств. Основные результаты и выводы диссертации могут быть сформулированы следующим образом: 1. Создан автоматизированный с помощью персонального компьютера ультразвуковой диагностический комплекс для исследования в непрерывном и импульсном режимах упругих и акустических свойств твердых тел (в диапазонах частот 0,01-20 МГц и температур 77-300К) в зависимости от растягивающих нагрузок (в интервале 0-200 МПа). Для управления комплексом и обработки экспериментальной информации подготовлен пакет программ. 2. Разработаны и реализованы методики экспериментального исследования нелинейных акустических свойств металлических проволок (тонких стержней) статическим, квазистатическим и динамическим методами. 3. С помощью металлографического и рентгеноструктурного исследований, а также анализа результатов статических и квазистатических измерений различных образцов поликристаллической меди установлена связь упругих и акустических характеристик с особенностями их микроструктуры, а также выявлены области пластической деформации, в которых происходят образование субструктуры и формирование кристаллографической текстуры. 4. Впервые в процессах упругопластического деформирования проведены комплексные исследования статическим, квазистатическим и динамическим методами акустических свойств образцов медной проволоки, имеющих в результате термической обработки (отжига и закаливания) различную исходную внутреннюю структуру. Определены значения статических, динамических модулей Юнга, статических, квазистатических и динамических параметров акустической нелинейности и их зависимости от величины статической деформации. Обобщение и анализ результатов этих исследований позволили установить, что величина изменения на начальных этапах (упругая и первая стадия пластической областей) деформационного процесса любого нелинейного акустического параметра исследуемых серий медных образцов коррелирует с их порогом прочности. 5. Обнаружено совпадение величин исходных значений статического, квазистатического и динамического нелинейных параметров отожженных образцов, которые близки к значению нелинейного акустического параметра монокристалла меди, рассчитанного по литературным данным. Установлено также существенное различие соответствующих величин для мелкокристаллических образцов с сильно дефектной внутренней структурой. Это позволило предположить наличие различного вклада в общую нелинейность материала образцов физической и структурной нелинейности. 6. При однотипном деформировании обнаружено значительное различие в величинах и поведении нелинейных акустических параметров одинаковых образцов, измеренных различными методами. Это связано с тем, что статический параметр определяется общей плотностью дефектов материала (дислокационными образованиями, микротрещинами, размерами кристаллических зерен, состоянием межзеренных границ), квазистатический – чувствителен к перестройкам микроструктуры (фрагментации, образованию текстуры), а динамический – в сильной степени зависит от наличия и изменения размеров микротрещин и межзеренных границ (образования субструктуры). 7. В области пластической деформации исследовано влияние процесса разгрузки-нагрузки на упругие свойства изучаемых образцов. Установлена связь упругого гистерезиса с дефектной структурой материала. Получены и проанализированы особенности поведения статического, динамического модулей Юнга, а также статического и квазистатического нелинейных акустических параметров образцов в процессах их разгрузки-нагрузки. Впервые для интерпретации нелинейных гистерезисных свойств поликристаллических металлов применена модель Прейсаха-Майергойца, для чего разработано соответствующее программное обеспечение. Показано, что данные теоретического анализа находятся в согласии с экспериментальными результатами, что позволило рассчитать плотность гистеронов исследуемого материала. 8. Экспериментально в поликристаллическом титане исследована температурная зависимость поглощения продольных акустических волн (АВ) в интервале температур 120-200К. При температуре 180К обнаружено аномальное увеличение поглощения АВ, которое идентифицировано с пиком Бордони. Проведен теоретический анализ и численный расчет параметров, описывающих дислокационный механизм поглощения АВ.