DOI: 10.14489/hb.2017.06.pp.003-008

Пушкарев О. И., Кулик О. Г., Никуйко Л. А.
ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(c. 3-8)

Аннотация. Приведены результаты исследований поверхностной прочности и трещиностойкости абразивных и других высокотвердых материалов с использованием метода микровдавливания, обеспечивающего высокую локальность приложения внешнего силового воздействия. Для всех исследованных материалов установлены основные закономерности их упругопластического деформирования и хрупкого разрушения при микроиндентировании. На основе проведенных исследований установлены силовые и энергетические условия упругопластического деформирования и хрупкого разрушения при микроиндентировании высокотвердых и хрупких материалов. Установлено, что на первой стадии процесса разрушения удельная работа разрушения и коэффициент интенсивности напряжений прямо пропорциональны размеру концентратора напряжений, т.е. диагонали отпечатка, следовательно, широко используемый в механике и микромеханике материалов коэффициент интенсивности напряжений может быть корректным только при определении его в условиях устойчивого роста трещин на второй стадии хрупкого разрушения индентируемого материала. По результатам испытаний получены основные характеристики прочности и трещиностойкости ряда абразивных материалов, применяемых в промышленности и научных организациях.

Ключевые слова: метод микровдавливания; хрупкое разрушение; микрообъемы; зарождение; устойчивый рост; трещины; характеристики; критическое напряжение; интенсивность; концентратор напряжений; форма индентора; угол вдавливания; упругие свойства; модуль Юнга; стадии разрушения; относительная упругая деформация.

Pushkarev O. I., Kulik O. G., Nikuiko L. A.
THE EVALUATION OF SURFACE STRENGTH AND FRACTURE TOUGHNESS OF ABRASIVE MATERIALS
(pp. 3-8)

Abstract. The results of studies of surface strength and fracture toughness of the abrasive and other high strength material using the method micro indentation that provides high local application of an external force action are given in this research. For all the materials under investigation the basic regularities of their elastic-plastic deformation and brittle fracture at microindentation were set. On the basis of these studies we revealed power and energy conditions of elastic-plastic deformation and brittle fracture at microindentation of both very hard and brittle materials. It was found that on the I-st stage of the process of destruction the specific work of destruction and the stress intensity factor are directly proportional to the size of the stress concentrator i.e. the diagonal of imprint, therefore the stress intensity factor that is widely used in mechanics and micromechanics may be correct only at its determination in the conditions of sustainable growth of cracks in the II-nd stage of brittle fracture of indenter material. As the results of tests we obtained the basic characteristics of strength and fracture toughness of some of abrasive materials used in industry and research organizations.

Keywords: Micro indentation method; Brittle fracture; Micro volumes; Emergence; Sustainable growth; Fracture characteristics; Critical stress intensity; Stress concentrator; The shape of the indenter; The angle of the indentation; Elastic properties; Young’s modulus; Fracture stage; The relative elastic deformation.