Please use this identifier to cite or link to this item:
https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/62931| Title: | Дослідження впливу розмірного фактору на твердість металевих сплавів |
| Authors: | Бондаренко, Олександра Олександрівна |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Клочко, О. Ю. |
| metadata.dc.contributor.affiliation: | Державний біотехнологічний університет Кафедра сервісної інженерії та технології матеріалів в машинобудуванні імені О. І. Сідашенка |
| Keywords: | металеві сплави;твердість;розмірний фактор;експлуатаційні властивості;механічні випробування |
| Issue Date: | 2024 |
| Publisher: | Харків: ДБТУ |
| Citation: | Бондаренко О. О. Дослідження впливу розмірного фактору на твердість металевих сплавів: кваліфікаційна робота магістра: спец. 133 – Галузеве машинобудування; наук. кер. О. Ю. Клочко. Харків: ДБТУ, 2024. 66 с. |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота направлена на встановлення закономірностей впливу розмірів елементів структури та деформованого об’єму при індентуванні на значення твердості металів і сплавів, що сприятиме розробці та впровадженню нових матеріалів та ефективних технологій при виготовленні виробів в різних галузях промисловості. При виконанні кваліфікаційної роботи узагальнено інформацію, щодо впливу розмірного ефекту на твердість металевих сплавів при втисканні індентора; експериментально та теоретично оцінено деформований об'єм при вдавлюванні індентора, враховуючи вплив розмірного ефекту; досліджено вплив розмірів елементів структури матеріалів на твердість різних металів і сплавів, що визначається методами Брінелля та Віккерса на мікрошліфах і виробах. Запропоновано нову методику визначення твердості матеріалів вдавлюванням пірамідального та сферичного інденторів, за якою необхідно витримувати однаковий об’єм деформованого матеріалу при індентуванні. Це дозволяє виконати індентування порівнюваних матеріалів на одному розмірному рівні, внаслідок чого вплив розмірного ефекту на отриманні значення твердості буде однаковим. Показано, що недотримання цієї умови призводить до сильного завищення твердості такого ж матеріалу після його зміцнення, особливо на мікро- і нанорівнях індентування. |
| URI: | https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/62931 |
| metadata.dcterms.references: | 1. Michael V. Hopsona, Susan L. Bartyczaka, Christine M. Scott. Statistical Strength Measurements of Steel as Applied to Computational Statistically Compensated Fracture and Fragmentation Calculations. Procedia Engineering 204 (2017) 186–193. 2. Callister, W.D. (2006) Materials Science and Engineering: An Introduction, 7th Edition, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester 3. Zebang Zheng, Mei Zhan, M.W. Fu. Microstructural and geometrical size effects on the fatigue of metallic materials. International Journal of Mechanical Sciences, V. 218, 2022, 107058, https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2021.107058 4. Karrar K. Al-Quraishi, Qing He, Wesley Kauppila, Min Wang & Yingchao Yang (2020) Mechanical testing of two-dimensional materials: a brief review, International Journal of Smart and Nano Materials, 11:3, 207-246, DOI: 10.1080/19475411.2020.1791276. 5. Скобло Т.С., Клочко О.Ю., Белкин Е.Л., Сидашенко О.І. Нові підходи у дослідженні неоднорідності гетерогенних структур. Металофізика та новітні технології. 2018. 40 (2). С.255-280. 6. Stelmashenko, N.A. Microindentations on W and Mo oriented single crystals: An STM Study / Stelmashenko N.A., Walls M.G., Brown L.M., Milman Yu.V. // Acta Metallurgica Et Materialia. – 1993. – Vol. 41. Issue 10. – pp. 2855-2865. 7. Gerberich, W.W. Interpretations of indentation size effects / Gerberich W.W., Tymiak N.I., Grunlan J.C., Horstemeyer M.F., Baskes M.I. // Journal of Applied Mechanics. – 2002. –Vol. 69. – pp. 433-442. 8. Gane, N. The micro-hardness of metals at very low loads / Gane N., Cox J.M. // Philosophical magazine. – 1970. – Vol. 22. Issue 179. – pp. 881-891. 9. Şahin, O. Dynamic hardness and reduced modulus determination on the (001) face of β-Sn single crystals by a depth sensing indentation technique / Şahin O., 10. Uzun O., Kölemen U., Uçar, N. // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2007. Vol. 19. Issue 30. – Article No. 306001. 11. McElhaney, K. Determination of indenter tip geometry and indentation contact area for depth-sensing indentation experiments / McElhaney K., Vlassak J., Nix W. // Journal of Materials Research. – 1998. – Vol. 13. – pp. 1300-1306. 12. Ma, Q. Size dependent hardness of silver single crystals / Ma Q., Clarke D. // Journal of Materials Research. – 1995. – Vol. 10. Issue 4. – pp. 853-863. 13. Fleck, N.A. Strain gradient plasticity: theory and experiment / Fleck N.A., Muller G.M., Ashby M.F., Hutchinson J.W. // Acta Metallurgica et Materialia. – 1994. Vol. 42. No. 2. – pp. 475-487. 14. Gong, J. Examination of the indentation size effect in low-load Vickers hardness testing of ceramics / Gong J., Wu J., Guan Z. // Journal of the European ceramic society. – 1999. – Vol. 19. – pp. 2625-2631. 15. Chicot, D. Mechanical properties of ceramics by indentation: principle and application / Chicot D., Tricoteaux A. // Ceramic materials (Ed. by W. Wunderlich). – 2010. – ISBN: 978-953-307-145-9. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.intechopen.com/books/ceramic- materials/mechanical properties-of-ceramic-by-indentation 16. De Graaf, D. The influence of the composition on (the load-dependence of) the microhardness of Y-Si-Al-O-N glasses as measured by Vickers indentation / De Graaf D., Braciszewicz M., Hintzen H.T., Sopicka-Lizer M., De With G. // Journal of Materials Science. – 2004. – Vol. 39. Issue 6. – pp. 2145-2149. 17. Kavetskyy, T. Indentation size effect and Vickers microhardness measurement of metal-modified arsenic chalcogenide glasses / Kavetskyy T., Borc J., Sangwal K., Tsmots V. // Journal of optoelectronics and advanced materials. – 2010. –Vol. 12. No.10. – p. 2082-2091 18. Suszynska, M. Load dependence of hardness of the doped soda-lime silicate glasses / Suszynska M. // Optica Applicata. – 2012. – Vol. 42. №2. – pp. 399-406. 19. Petrik, J. The Micro-hardness of Heat Treated Carbon Steel / Petrik J. // Materials Science. – 2014. – Vol. 20. No 1. – pp. 21-24 20. Li, Z. Indentation fracture toughness of sintered silicon carbide in the Palmqvist crack regime / Li Z., Ghosh G., Kobayashi A., Bradt R. // Journal of American Ceramics Society. – 1989. – Vol. 72. No. 6. – pp. 904-911. 21. Evans, A.G. Fracture toughness determinations by indentation / Evans A.G., Charles E.A. // Journal of American ceramics society. – 1976. – Vol. 58. Issue 7- 8. – pp. 371-372. 22. Shetty, D.K. Indentation fracture of WC-Co cermets / Shetty D.K., Wright I.G., Mincer P.N., Clauer A.H. // Journal of materials science. – 1985. – Vol. 20. Issue 5. – pp. 1873-1882. 23. Niihara, K. Evaluation of K1c of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios / Niihara K., Morena R., Hasselman H. // Journal of materials science letters. – 1982. – Vol. 1. Issue 1. – pp. 13-16. 24. Скобло Т.С., Клочко О.Ю., Сидашенко О.І., Белкин Е.Л. Теоретические и экспериментальные основы прогнозирования структурообразования, свойств высокоуглеродистых легированных сплавов. Монографія: Під ред. проф. Т.С. Скобло. Х.: Діса плюс. 2019. 278с. 25. Feltham, P. Theory and application of microindentation in studies of glide and cracking in single crystals of elemental and compound semiconductors / Feltham P., Banerjee R. // Journal of Materials Science. – 1992. – Vol. 27. – pp. 1626- 1632. 26. Griffith, A.A. The phenomena of rupture and flow in solids / Griffith, A.A. // Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series A. – 1921. –Vol. 221. – pp. 163-198. 27. Клочко, О.Ю., Бондаренко, О.О. Вплив розміру зерна на твердість сталі 10. Матеріали ХХ міжнародного форуму молоді «МОЛОДЬ І ІНДУСТРІЯ 4.0 В XXI СТОЛІТТІ» (м. Харків, ДБТУ, 6-7 квітня 2024р.), С.91. 28. Клочко О.Ю., Бондаренко, О.О., Ільїн, М.С. Дослідження зміцнення інструменту з швидкорізальної сталі. Матеріали міжнародної науково практичної конференції «Молодь і технічний прогрес в АПВ» (21–22 травня 2024 року Харків, ДБТУ), С.319-321 29. Скобло Т.С., Клочко О.Ю., Белкин Е.Л. та інш. Исследование особенностей структурообразования в гетерогенных сплавах. Инф.-аналитич. межд. технич. журнал: Промышленность в фокусе. 2016. №3. С.53-58. 30. Skoblo T.S., Klochko O.Yu., Belkin E.L. Structure of high-chromium castiron. Steel in Translation. 2012. 42 (3). P.261–268. 31. Андрейко І.М. Вплив мікроструктури на міцність і циклічну тріщиностійкість чавунів// Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2002.-№5.-С.48-56. 32. Bolshakov, A. Influences of pileup on the measurement of mechanical properties by load and depth sensing indentation techniques / Bolshakov A., Pharr G.M. // Journal of Materials Research. – 1998. – Vol. 13. Issue 4. – pp. 1049-1058. 33. Güder, H.S. Vickers and Knoop indentation microhardness study of β SiAlON ceramic / Güder H.S., Şahin E., Şahin O., Göçmez H., Duran C., Ali Çetinkara H.// Acta Physica Polonica A. – 2011. – Vol. 120. Issue 6. – pp. 1026-1033. 34. Sangwal, K. On the reverse indentation size effect and microhardness measurement of solids / Sangwal K. // Materials Chemistry and Physics. – 2000. Vol. 63. Issue 2. – pp. 145-152. 35. Suszynska, M. Hardness-anomalies for precipitation-strengthened NaCl:Ca crystals. Materials Science Forum. – 1997. – Vol. 239-241. – pp. 429-434. 36. Huang, Y. Mechanism-based strain gradient plasticity – II. Analysis / Huang Y., Gao H., Nix W.D., Hutchinson J.W. // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. – 2000. – Vol. 48. – pp. 99-128. 37. ДСТУ 8972:2019 Сталі та сплави методи виявлення та визначення величини зерна. – ДП «УкрНДНЦ», 2019. 38. Hall, E.O. The deformation and ageing of mild steel: III Discussion of results / Hall E.O. // Proceedings of the Physical Society. Section B. – 1951. – Vol. 64. Issue 9. – pp. 747-753. 39. Komarovsky, A. Physics of strength and fracture control: adaptation of engineering materials and structures. 2003, by CRC Press LLC, 629р. 40. Atkinson, M. Phenomenology of the size effect in hardness tests with a blunt pyramidal indenter / Atkinson M. // Journal of materials Science. – 1998. – Vol. 33. No. 11. – pp. 2937-2947. |
| Appears in Collections: | 133 – “Галузеве машинобудування” (Магістри) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2024_M_458_133t·s-23m-01_Bondarenko_O_O.pdf Restricted Access | 6.35 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.