Локализованный сдвиг в металлах при ударном нагружении

Abstract

Приведены основные результаты исследования локализованной сдвиговой деформации высокопрочной стали, титанового сплава и тонколистовой мягкой стали при ударном нагружении. Анализ результатов экспериментов, изменений микроструктуры и численного моделирования свидетельствует о влиянии на возникновение полос адиабатического сдвига при высокоскоростном деформировании взаимосвязанных процессов деформационного упрочнения и разогрева при пластическом деформировании и фазовых превращений в материале. Распределение температуры в областях локализации деформации обусловливает развитие связанных с ней микроструктурных изменений в металле. При пониженной скорости сдвига и малом приращении деформации за цикл нагружения, исключающих значительный разогрев материала, развивается неравномерное деформирование без резкой локализации деформации.

Наведено основні результати дослідження локалізованої деформації зсуву високоміцної сталі, титанового сплаву та тонколистової м ’якої сталі при ударному навантаженні. Аналіз результатів експериментів, зміни мікроструктури й чисельного моделювання свідчить про вплив на виникнення смуг адіабатичного зсуву при високошвидкісному деформуванні взаємозв’язаних процесів деформаційного зміцнення й розігріву при пластичному деформуванні та фазових перетворень у матеріалі. Розподіл температури в областях локалізації деформації зумовлює розвиток пов’язаних з нею мікроструктурних змін у металі. При зниженій швидкості навантаження й малому прирості деформації за цикл навантаження, що виключає значний розігрів матеріалу, розвивається нерівномірне деформування без різкої локалізації деформації.

We discuss the basic results of study of localized shear strain in high-strength steel, titanium alloy, and thin-sheet mild steel under impact loading conditions. The analysis of the experimental results, microstructural changes and numerical modeling proves that formation of adiabatic shear bands under high-velocity straining conditions is affected by the interrelated processes of strain hardening, plastic strain-induced temperature rise and phase transformations in the material. The temperature distribution in zones with localized strains controls the development of the corresponding microstructural changes in the material. In the cases of low velocity of shear straining and small strain increment per loading cycle where significant temperature rise in the material is ruled out, a nonuniform deformation occurs without pronounced strain localization.