obciążenia cykliczne, stale austenityczne, przemiana martenzytyczna, nieciągłe płynięcie plastyczne, model konstytutywny
Abstrakt
The scientific objective of this doctoral dissertation is to analyze phenomena occurring during monotonic and cyclic loading of metastable materials at extremely low temperatures. The work, conducted in three stages, includes experimental and theoretical studies of materials commonly used in such conditions.
The first stage involves experimental studies of monotonic stretching and multiaxial tests at liquid helium temperature. Phenomena such as intermittent plastic flow (IPF) and fcc-bcc diffusionless phase transformation will be examined. By combining various measurement methods, the correlation between phase transformation and IPF will be described, and the IPF mechanism analyzed.
The second stage focuses on cyclic loading and lowcycle fatigue at extremely low temperatures. Tests include zero-pulsation, cyclic crack opening/closing, and cyclic tension compression. Special attention will be given to IPF occurrence and diffusionless phase transformation in materials produced by traditional and additive manufacturing techniques.
The third stage covers constitutive modeling. A model describing metastable materials under cyclic loading at extremely low temperatures will be proposed, incorporating the micro-strain tensor of phase transformation. The dissertation posits that cyclic loading induces faster secondary phase growth in metastable materials than monotonic loading.
Celem naukowym rozprawy doktorskiej jest analiza zjawisk zachodzących podczas obciążania monotonicznego i cyklicznego materiałów metastabilnych w ekstremalnie niskich temperaturach. Praca, obejmująca trzy etapy, łączy badania eksperymentalne i teoretyczne materiałów stosowanych w takich warunkach.
Pierwszy etap obejmuje badania rozciągania monotonicznego i prób wieloosiowych w temperaturze ciekłego helu. Analizie poddane zostaną zjawiska, takie jak nieciągłe płynięcie plastyczne (IPF) oraz przemiana fazowa fcc-bcc. Poprzez zastosowanie różnych metod pomiarowych zostanie opisana korelacja między przemianą fazową a IPF oraz przeanalizowany mechanizm IPF.
Drugi etap dotyczy obciążeń cyklicznych i niskocyklowego zmęczenia materiału w bardzo niskich temperaturach. Obejmie testy odzerowo-tętniące, cyklicznego otwierania i zamykania pęknięć oraz cyklicznego rozciągania i ściskania. Szczególną uwagę poświęcono występowaniu IPF i analizie przemiany fazowej w materiałach wytwarzanych metodami tradycyjnymi i addytywnymi.
Trzeci etap obejmuje modelowanie konstytutywne, w którym zaproponowany zostanie model materiałów metastabilnych poddanych obciążeniom cyklicznym w ekstremalnie niskich temperaturach. Model uwzględni mikroodkształcenia związane z przemianą fazową.
Postawiono tezę, że obciążenie cykliczne powoduje szybszy wzrost fazy wtórnej niż obciążenie monotoniczne.
