Деламинационное трещины является критическим и сложным явлением в анализе неисправности и конструкции производительности металлических материалов.Он может либо служить предшественником катастрофического повреждения конструкции, либо быть изобретательно использован в качестве средства для повышения производительности материалаВ статье систематически рассматриваются типы, механизмы, факторы влияния и передовые применения крекинга деламинации в металлических материалах.предоставление всеобъемлющей отраслевой перспективы.

1Шесть морфологий феномена деламинации
Деламинирование, как широкий термин, охватывает различные внутренние способы отделения материалов. Точное различие этих способов имеет основополагающее значение для глубокого анализа:
(а) Деламинирование трещин (также известное как "раскол"): Основной предмет исследования данной статьи.Он относится к внутреннему разделению в компонентах, содержащих трещины, которое перпендикулярно основной поверхности трещины, но параллельно направлению распространения трещины, представляющий собой типичную характеристику анизотропного перелома в металлических материалах.
(b) Деламинирование трещины: поверхность разделения перпендикулярна как главной поверхности трещины, так и направлению распространения.Этот тип деламинации может эффективно препятствовать распространению основной трещины и полезен для улучшения прочности конструкций при переломах в определенных условиях.
(c) Ламелярный разрыв: типичная проблема в области сварки.который тесно связан с распределением включений в прокатах и напряжениями сварки.
(d) Деламинирование, вызванное износом: распространенный режим отказа в области трибологии. При скользящих условиях контакта в подповерхностном слое материалов возникают трещины из-за циклического сдвига.что в конечном итоге приводит к расщеплению материала.
e) Межламинарное трещивание в композитных материалах: основной способ отказа волокноукрепляемых композитных ламинатах, относящийся к разделению интерфейсов между слоями.
f) Деламинирование при аддитивной обработке: дефект разделения межслоя, вызванный тепловым напряжением или плохим слиянием при 3D-печати металла.
2Процесс основы деламинирования
Термомеханическое управление обработкой (TMCP) является основной технологией для производства современных высокопроизводительных стальных плит.и скорость охлаждения, можно получить усовершенствованную микроструктуру, тем самым одновременно улучшая прочность и прочность материалов.этот процесс также склонен к формированию анизотропных характеристик в материалах, в том числе полосовые структуры и кристаллографические текстуры, которые могут стать начальными точками для деламинации при определенных условиях.Была отмечена эволюция микроструктур в трубопроводной стали от традиционного феррита-перлита к передовым структурам, таким как современный ацикулярный феррит и банит, с различными структурами, демонстрирующими различную чувствительность к деламинированию.
3Макроскопические и микроскопические наблюдения за деламинацией
3.1 Макроскопическая производительность
В практических механических испытаниях явления деламинации проявляют отличительные макроскопические особенности.на поверхности перелома проб прочности перелома типа SE(B из стали DH36 обнаружены полосы разделения, перпендикулярные к главной плоскости переломаВ испытаниях на прочность перелом круглого штанги может иметь радиальную звездочку, в то время как плоские пластинки показывают параллельные ламелярные переломы.отражающее влияние геометрии образца и состояния напряжения на морфологию деламинации.
3.2 Микроскопическое происхождение
Микроскопические наблюдения показывают потенциальное происхождение деламинации.которые простираются вдоль направления проката во время процесса прокатаКоррозионная структура показывает типичную структуру феритовых/перлитовых полос.Как вытянутые включения, так и полосатые структуры обеспечивают предпочтительные места нуклеации и размножения для деламинации.
4. Классификационная система деламинации
Основываясь на правилах наименования ориентации образца в стандарте ASTM E1823 (первая буква указывает направление загрузки, а вторая буква указывает направление распространения трещин),Деламинирование может быть разделено на три категории::
Деламинирование трещин: соответствует образцам, ориентированным на T-L и L-T, причем поверхность деламинирования перпендикулярно поверхности трещин, но параллельна направлению распространения трещин.
Деламинирование с помощью крека: соответствует образцам, ориентированным на T-S и L-S, с поверхностью деламинирования, перпендикулярной как поверхности трещины, так и направлению распространения.
Деламинирование внутри плоскости: соответствует S-L и S-T ориентированным образцам, с поверхностью деламинирования, расположенной внутри главной плоскости трещины.
Этот метод классификации напрямую связывает типы деламинации со стандартными ориентациями образцов, обеспечивая единую основу для экспериментального проектирования и анализа результатов.
5Механизмы деламинационного образования: влияние металлургических факторов
Внутренние свойства материалов составляют основу поведения деламинации, а специфические металлургические характеристики значительно повышают чувствительность материала к деламинации.
Структура ленты: типичная особенность горячо прокатаной стали и важный металлургический фактор, ведущий к деламинированию.образующий слоистую структуру параллельно направлению прокатаНеравномерность этой структуры приводит к различиям в свойствах материала в разных направлениях.делая его склонным к разделению вдоль этих слабых интерфейсов при нагрузке в определенных направлениях.
Кристаллографическая текстура: еще один ключевой фактор, влияющий на чувствительность деламинации.Особенно, когда конкретные плоскости расщепления (например, {100} плоскости) сильно сосредоточены на подвижной поверхности., может значительно увеличить склонность к ломкости материалов в направлении толщины, тем самым способствуя деламинации.
6Температура и стресс: внешние триггеры деламинации
Даже если внутри материала существуют потенциальные условия для деламинации, для ее фактического запуска требуются специфические внешние среды.Температура и состояние напряжения играют решающую роль в этом процессе.
Температурный эффект: для многих конструктивных металлов, особенно для кубических сталей, температура оказывает решающее влияние на их поведение при переломе.Типичная переходная кривая дюктил-крехкости разделена на верхний шельфовый регион (дюктильная область), переходный регион и нижний шельфовый регион (хрупкий регион).где материал находится в переходном состоянии от пластичного к ломкому.
Эффект состояния напряжения: с точки зрения механики перелома, специфические компоненты напряжения являются непосредственной движущей силой распространения деламинации.напряжение на протяжении толщины σz является основным механическим фактором, приводящим к деламинированию трещинДля S-L/S-T-ориентации внутриплоское напряжение σy способствует внутриплоскому деламинированию; более высокая триаксиальность напряжения или условия сдерживания более благоприятствуют возникновению деламинирования.
7. Продуктивность и влияние деламинации в механических испытаниях
Стандартные механические испытания являются основным средством наблюдения и оценки поведения деламинации, причем различные методы испытаний показывают различные аспекты деламинации:
Испытания на протяженность: в материалах с высокой анизотропией образцы круглых стволов могут показывать звездовидные переломы, в то время как образцы плоских пластинок показывают ламельные переломы, оба корнями в анизотропии материала.
Испытания удара Charpy: при низкотемпературных условиях удара на поверхности перелома появляется большое количество полос разделения, перпендикулярных к выемке.которые изменяют механизм поглощения энергии путем высвобождения ограничения напряжения на вершине трещиныДля L-S ориентированных образцов, деламинирование трещины задерживателя отклоняет и разветвляет основной путь трещины,значительное увеличение сопротивления распространению трещин, что приводит к поглощению энергии удара.
Влияние на температуру перехода от плавного к хрупкому: экспериментальные данные ясно показывают, что у образцов с деламинацией температура перехода от плавного к хрупкому значительно снижена.Проверка эффекта "затягивания деламинации" микроскопические деламинационные события улучшают макроскопическую прочность материалов, уменьшая ограничения.
8Деламинационное отверждение: новая парадигма в материалестроении
Современная наука о материалах перешла от простого предотвращения дефектов к активному проектированию и использованию конкретных микроструктур, а отверждение деламинацией является успешной практикой этой концепции.С помощью точного состава и контроля процесса, контролируемые слоистые структуры могут быть построены из материалов для активного внедрения деламинирующего отвердительного эффекта.
A variety of advanced high-strength steels have been developed that integrate delamination toughening with mechanisms such as transformation-induced plasticity (TRIP) and heterogeneous deformation-induced strengtheningЭти материалы сохраняют сверхвысокую прочность, обладая одновременно отличной прочностью на перелом, нарушая традиционный компромисс между прочностью и прочностью в материалах.
Сплав Fe-0,05C-5Mn-3Al: с удлиненными α' и α микроструктурами он достигает прочности 517 MPa, прочности на растяжение 807 MPa,и поглощение энергии удара 73 J через деламинационную отвердку (CADT) и разделенную отвердку (ST).
Сплав Fe-0,05C-5.0Mn-0,5Si-1.4Ni-0,12V: имеет сверхтонкую удлиненную фазу α и остаточные фазы γ/α, прочность на прочность 745 MPa, прочность на растяжение 1199 MPa,и отличная низкотемпературная прочность через CADT.
9Заключения и ключевые идеи
Феномены деламинации тесно связаны с анизотропией материала, вызванной ориентированным расположением слабых плоскостей во время процесса проката, специфической температурой и триаксиальностью напряжения.из-за сложности самой деламинации, взаимодействие между различными микромеханическими факторами и переменными и их случайность, создание прогнозных моделей чрезвычайно сложно.
Деламинирование (особенно расщепление), происходящее в образцах Charpy V-notch и Drop-Weight Tear Test (DWTT), как правило, не считается ключевым вопросом при характеристике материалов.но оценка деламинации в испытаниях на прочность перелома сталкивается с проблемами из-за отсутствия стандартизированных критериев и методов для "всплывающего" явления деламинации.
Recent research on ductile delamination (DT) as an external toughening mechanism has changed the traditional perception that delamination events are directly equivalent to low fracture toughness and adverse effects on metal mechanical properties.
Значение явлений деламинации, наблюдаемого в лабораторных испытаниях для структурной целостности реальных несущих компонентов, зависит от состояния внутреннего напряжения компонентов.Деламинирование указывает на значительную анизотропию материала..
Внутриплоское деламинирование (которое может значительно уменьшить прочность материала) может происходить параллельно с прокатной поверхностью (т.е. S-L и S-T ориентации).в приложениях, где конструктивные компоненты подвергаются большим напряжениям натяжения в коротком поперечном направлении (направление толщины)В то же время, в таких приложениях, как трубопроводы и сосуды под давлением, напряжение в направлении толщины обычно незначительно.и важность внутриуровневой деламинации относительно мала..
Влияние событий деламинации в суровой среде (например, среде, содержащей водород), остается неясным.индуцированными такими факторами, как температура перехода от пластиковой к хрупкой (DBT), водородная ломкость (HE) и повреждение при высоких температурах; однако в таких контекстах деламинация также интерпретируется как потенциальное отверждающее или полезное явление,подчеркивая необходимость проведения всесторонних исследований роли деламинации в механике повреждений.