3. Методики исследования

В работе использовали образцы (одинаковые для всех материалов) в виде двойной лопатки с длиной рабочей части 40 мм и поперечным сечением 8х1 мм² (рисунок 10).

Образцы алюминия готовили многоступенчатой (5 ступеней) прокаткой с промежуточными отжигами для снятия наклепа 240ºС 150 минут и 470ºС 30минут до толщины 1,2мм. Из прокатанной ленты вырубали штампом образцы для исследования, которые затем отжигали для получения однородного зерна (для алюминия особой чистоты – 100º С 30минут (средний размер зерна 800мкм), для технического алюминия - предварительная деформация 2-3%, отжиг 500ºС 8ч. (средний размер зерна 70 мкм)).

Поверхность всех образцов для структурных исследований готовили методом электролитической полировки. На полированную поверхность образцов перед испытанием наносили координатную сетку. Это позволяет анализировать развитие сдвиговых и поворотных составляющих деформации, а также распределение деформации на поверхности поликристалла. Для изучения кинетики самосогласованного взаимодействия деформирующихся зерен на большом участке образца применяли метод фотомонтажей. Структурные исследования выполняли методами световой микроскопии на различных этапах усталости. Трехмерную картину формирующейся на поверхности образца мезоскопической субструктуры получали с использованием микроскопа Axiovert-25 CA, снабженного устройством DIC для получения дифференциально-интерференционного контраста.

Для аттестации условий испытания на изгиб при постоянной общей амплитуде деформации _а=const и определения области прилагаемых нагрузок проведен расчет максимальных нормальных напряжений _max, и максимальных касательных напряжений _max на поверхности плоского образца при изгибе в представлениях механики сплошной среды.

3.1 Методы электролитического полирования

Электрополирование – процесс анодного растворения металлов, в результате которого исчезают неровности и, как следствие, возникает блеск.

Химическое полирование мелких деталей из алюминия получило широкое применение благодаря своей простоте, кратковременности и высокой экономичности.

Существует много теорий электролитической полировки. Одна из них принадлежит Жаке (рисунок 11). При прохождении тока через электролит у поверхности анода образуется жидкий слой из продуктов анодного растворения, имеющий повышенную вязкость и большое электрическое сопротивление. Толщина этой вязкой жидкой пленки неодинакова на разных участках шероховатой поверхности h₁ больше h₂ (рисунок 11). Из-за неравномерной изоляции поверхности анода происходит и неравномерное распределение электрического тока на ней. На выступах устанавливается более высокая плотность тока, чем во впадинах. Поэтому выступы растворяются более интенсивно, что в итоге ведет к выравниванию шероховатой поверхности.

В работе исследовались образцы алюминия технической (А7) и особой чистоты (А999). Режим электролитической полировки для алюминия: серная кислота (H₂SO₄) – 74мл, фосфорная кислота (Н₃РО₄) – 74 мл; оксид хрома (CrO₃) - 16 г, вода – 56 мл. В качестве катода использовали пластины из нержавеющей стали.