О вычислении диаграмм деформирования двухфазных керметов

Abstract

Предложены аналитические алгоритмы для построения диаграмм растяжения и сжатия двухфазных керметов, основанные на концепции средних по объему фаз напряжений и физических уравнениях теории малых упругопластических деформаций. Деформационные свойства и прочность кермета предполагаются зависящими от таких параметров его микроструктуры, как средний размер и коэффициент вариации распределения размеров зерен твердой фазы, коэффициент смежности зерен твердой фазы и средняя толщина прослоек металлической фазы. Выполнен численный анализ характерных параметров диаграмм деформирования твердых сплавов ШС-Со в широких интервалах значений концентрации кобальта и размера карбидного зерна. Установлено хорошее соответствие между теоретическими величинами пределов прочности при растяжении и сжатии и известными экспериментальными значениями. Построенные модельные диаграммы деформирования твердых сплавов могут рассматриваться в качестве альтернативных по отношению к соответствующим экспериментальным диаграммам в переменных напряжение - относительное изменение длины образца.

Запропоновано аналітичні алгоритми для побудови діаграм розтягу і стиску двофазних керметів, що базуються на концепції середніх по об’єму фаз напружень і фізичних рівняннях теорії малих пружно-пластичних деформацій. Деформаційні властивості і міцність кермету припускаються залежними від таких параметрів його мікроструктури, як середній розмір і коефіцієнт варіації розподілу розмірів зерен твердої фази, коефіцієнт суміжності зерен твердої фази і середня товщина прошарків металевої фази. Виконано числовий аналіз характерних параметрів діаграм деформування твердих сплавів WC-Co у широких інтервалах значень концентрації кобальту і розміру карбідного зерна. Виявлено хорошу відповідність між теоретичними значеннями границь міцності при розтязі і стиску і відомими експериментальними результатами. Запропоновані модельні діаграми деформування твердих сплавів можуть розглядатися як альтернативні по відношенню до відповідних експериментальних діаграм у змінних напруження - відносна зміна довжини зразка.

We propose analytical algorithms for construction of tension and compression diagrams for two-phase metal-ceramics, using the concept of the average-by-volume stress phases and the physical equations of the theory of small elastoplastic deformations. Deformation properties and strength of a metal-ceramic material are assumed to be dependent on such parameters of its microstructure, as the average size and variation coefficient of solid-phase grain size distribution, coefficient of adjacency of solid-phase grains, and the average thickness of metal-phase interlayers. We performed the numerical analysis of the intrinsic parameters of deformation diagrams of WC-Co hard metals in a wide range of cobalt concentration values and carbide grain sizes. Good correspondence between the theoretical values of tensile and compressive strength limits and the available experimental data is obtained. The constructed model deformation diagrams of hard metals can be treated as the alternative to the respective experimental diagrams “stress vs. specimen’s relative length variation.”