Distribution of residual stresses in near-surface layer of carbon steel at monotonic tension loading

Distribución de las tensiones residuales en la capa cercana a la superficie del acero al carbono bajo carga de tensión monótona

La tarea de nuestra investigación fue investigar el carácter de la distribución, la magnitud y el signo de las tensiones residuales en la sección transversal de una muestra en las etapas de micro rendimiento, rendimiento y endurecimiento por deformación de la deformación monótona. El análisis de los datos experimentales obtenidos muestra la peculiaridad del flujo microplástico cerca de una superficie libre de un cuerpo sólido y su influencia bastante significativa en el carácter general y la cinética de la deformación macroscópica de los metales.

INTRODUCCIÓN

Actualmente, en la literatura existe una gran cantidad de datos experimentales sobre la influencia de diversos factores en las características mecánicas de los materiales. Cabe señalar que las investigaciones sobre la heterogeneidad de la deformación plástica, realizadas por la mayoría de los autores, no tuvieron en cuenta el hecho de que la deformación en una capa cercana a la superficie y en el volumen de un material procedía de manera diferente. Estas investigaciones son muy valiosas porque el estudio de la deformación plástica micro-no uniforme ayudará a comprender una imagen compleja de la resistencia y las propiedades plásticas de un material en su conjunto [1-3].

En la actualidad, al investigar los procesos de fractura de metales con una red cúbica centrada en el cuerpo (BCC), se acepta dividir todo el proceso de acumulación de deformación y fractura en cuatro etapas [4]. La primera etapa - la etapa de micro-rendimiento, dura desde el comienzo de la carga hasta la aparición de las primeras líneas de deslizamiento (líneas de Lüders) en la meseta de fluencia [5]. En esta fase se determinan características como el límite de proporcionalidad y el límite de elasticidad. La segunda etapa - etapa de fluencia, se caracteriza por la deformación no homogénea en forma de Lüders frontal que pasa a lo largo de toda la longitud de trabajo de una muestra. La tercera etapa - etapa de endurecimiento por deformación, a ciertas tensiones críticas submicrogrietas con el tamaño de aproximadamente 1 - 3 μm se producen en la capa superficial del metal. Esta etapa termina en el momento en que se alcanza la carga máxima y comienza la formación del cuello. La cuarta etapa - etapa de propagación de grietas, comienza desde el principio de la formación del cuello hasta la fractura final de una muestra.

Los datos contradictorios sobre las tensiones residuales que surgen en una capa cercana a la superficie de una probeta durante la deformación todavía se han publicado en la literatura [6-8]. La tarea de esta investigación fue investigar el carácter de la distribución, la magnitud y el signo de las tensiones residuales en la sección transversal de una muestra en todas las etapas de la deformación monótona.