Пластичность материалов, определяемая методом индентирования
Ю. В. Мильман, С. И. Чугунова, И. В. Гончарова, А. А. Голубенко
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина
Получена: 30.05.2018; окончательный вариант - 27.08.2018. Скачать: PDF
В данном обзоре рассмотрено развитие методик определения пластичности материалов индентированием. Разработка способов определения пластичности материалов методом индентирования основана на использовании фундаментальных представлений физики прочности и пластичности. Существенное развитие этих способов стало возможным после введения новой характеристики пластичности $\delta^{*} = \epsilon_{р}/\epsilon_{t}$, где $\epsilon_{р}$ — пластическая деформация, а $\epsilon_{t}$ — общая деформация. Эта характеристика пластичности соответствует современным физическим определениям пластичности, в отличие от широко используемого удлинения до разрушения $\delta$. Новая характеристика пластичности легко определяется при стандартном определении твёрдости алмазными пирамидальными инденторами при постоянной нагрузке $P$ (получила обозначение $\delta_{Н}$) и при инструментальном наноиндентировании (обозначение $\delta_{А}$); при этом $\delta_{Н} \approx \delta_{А}$. Существенным преимуществом новой характеристики пластичности является возможность её определения как для металлов, так и для хрупких при стандартных механических испытаниях материалов, включая керамику, тонкие слои и покрытия. В развитие представлений о теоретической прочности введены представления о теоретической пластичности при бездислокационном и дислокационном механизмах деформации. В ряде работ установлена корреляция $\delta_{Н}$ с электронным строением материала и его физическими свойствами. Показано, что параметр Тейбора $C$ ($C = HM/\sigma_{S}$, где $НМ$ — твёрдость по Мейеру, а $\sigma_{S}$ — предел текучести) легко рассчитывается по $\delta_{Н}$. Поэтому индентирование позволяет в настоящее время достаточно просто определить не только твёрдость, но и пластичность, и предел текучести материалов. Таким образом, индентирование стало простым методом определения комплекса механических свойств материалов в широком температурном интервале с использованием образца в виде металлографического шлифа.
Ключевые слова: твёрдость, пластичность, индентирование, предел текучести, деформация.
PACS: 06.60.Wa, 07.10.-h, 62.20.D-, 62.20.F-, 62.20.fq, 62.20.Qp, 81.40.Jj, 81.40.Lm, 81.70.Bt
Citation: Yu. V. Milman, S. I. Chugunova, I. V. Goncharova, and А. А. Golubenko, Plasticity of Materials Determined by the Indentation Method, Usp. Fiz. Met., 19, No. 3: 271—308 (2018), doi: 10.15407/ufm.19.03.271