Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В проекте рассматривается эффект нелинейной упругой разгрузки магниевого сплава, определён пороговый уровень напряжения, при котором формируется обозначенный эффект и проведен анализ структурного состояния материала до нагружения и после разгрузки при разных величинах деформации и напряжения. Микроструктура материала образцов была определена методами растровой электронной микроскопии с применением анализа обратно рассеянных электронов, на картах микроструктуры показаны неоднородность активации типов деформационных механизмов в смежных зернах, а определение типа границ выполнено на основе анализа углов разориентировки кристаллической решетки. Магний и его сплавы в крупно зернистом литом состоянии склонны к двойникованию при напряжении ниже предела текучести, а активация процесса двойникования сопровождается высокоамплитудной акустической эмиссией. Из анализа сигнала акустической эмиссии, зарегистрированной при растяжении до разрушения, и анализа площади петли образуемой нелинейностью (гистерезисом) при разгрузке с повторным нагружением сделаны выводы, что нелинейность разгрузки обусловлена двойникованием в зернах, в которых невыгодная конфигурация (низкий фактор Шмидта) для дислокационного скольжения, а продвойниковавшая решетка не увеличивает вероятность скольжения из-за разворота кристаллографического направления на угол близкий к 90 градусам, что не способствует повышению фактора Шмидта и активации систем скольжения дислокаций, поэтому двойник остается «незакрепленным» и при снижении упругих напряжений склонен к раздвойникованию.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В исследовании были проведены испытания сплава МА14 в крупнозернистом гомогенизированном состоянии с целью выявления факторов формирующих нелинейную характеристику разгрузки. Для оценки таких факторов было выполнено программное нагружение плоских образцов и оценка структурных факторов и параметров механической характеристики. Исследование структуры проводилось in-situ при испытании методами оптической, интерферометрической и электронной микроскопии. При наблюдении структуры и состояния полированной поверхности образца оптическими методами программа нагружения состояла из 4х этапов нагружения и разгрузки от упругой до 3% пластической деформации. Область наблюдаемая в оптическом канале микроскопа регистрировалась непрерывно в процессе испытания — видео регистрация рельефа поверхности образца непосредственно при испытании, а в экстремальных точках, когда напряжение достигало максимума или минимума нагружения на этапе выло выполнено сканирование рельефа поверхности с применение интерферометрии белого света, для определения локальных смещений поверхности. При проведении испытаний с регистрацией структуры поверхности образца методами электронной микроскопии и анализом EBSD. Нагружение образцов проведены на миниатюрной испытательной машине Kammrath&Weiss 10kN установленной на предметном столике электронного микроскопа Zeiss Sigma c электронной пушкой Gemini оснащенной термополевым катодом. Нагружение и разгрузка была проведены ступенчато 0 — 50 — 75 — 100 — 125 — 25 — 0 МПа, с регистрацие структуры, определением мест наиболее вероятного формирования двойниковой структуры (анализ карт распределения фактора Шмидта) и построение подробных карт структуры таких мест. Затем полученные карты и изображения обрабатывались алгоритмами цифровой обработки для оценки как общей так и локализованной деформации и установления причины формирования такой деформации. Анализ структур полученных методами электронной микроскопии показал что основным фактором формирующим нелинейную характеристику разгрузки является анизотропия работы деформационных систем скольжения и двойникования, согласуется с формой кривой механической характеристики, которая может быть описана параметрами феноменологической модели Кокса-Меккинга для описания динамики дислокационного ансамбля для крупнозернистых материалов. В результате проведения работ по данному проекту был получен большой массив данных, включающий методы исследования структуры и динамики микро дефектов на разных принципах (акустическая эмиссия, анализ механических характеристик, оптическая микроскопия и анализ состояния свободной поверхности, исследование структуры методами электронной микроскопии). Ограничившись только одним из методов исследования результат исследования был бы не полным, и только сопоставление результатов различных методов позволяет заключить, что эффект нелинейного поведения сплава МА14 имеет сложную природу объединенную комплексом факторов: - анизотропия деформационного поведения: системы скольжения (очень легкое скольжение в базисной плоскости и сильно ограниченное скольжение по другим кристаллографическим направлениям); - формирование двойниковых структур деформационными системами по типу двойников растяжения, для которых характерен разворот оси «с» кристаллической решетки на угол близкий к 90 градусам, что не приводит к увеличению фактора Шмидта систем скольжения и дислокационному упрочнению кристалла, а при снятии напряжения возможно частичное(иногда полное) раздвойникование структуры. Не исключено и оказывает меньшее значение на формирование нелинейной характеристики разгрузки: - упрочняющие дисперсные частицы в исследуемом сплаве МА14; - анизотропия упругих параметров кристалла магния;