ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм неупругого деформирования из "Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении " Отметим, что для монокристаллов Мо ориентировка 2 при медленном монотонном растяжении область перехода от упругого к неупругому деформированию соответствует напряжениям меньше 100 МПа, и на рис. 97 эта диаграмма не представлена. [c.122] Начальные участки диаграмм циклического деформирования строились в координатах Од, — Величина амплитуды деформации подсчитывалась по формуле (II.7) с использованием значений неупругой деформации за цикл Абн для числа циклов нагружения, при котором наблюдалась стабилизация процесса неупругого деформирования, а при отсутствии стабилизации — при 0,5 iVp. [c.122] На рис. 98 показан характер изменения величины Аен для монокристаллов Мо ориентировки 1 и 2 и крупнозернистого Ni в зависимости от числа циклов нагружения и амплитуды напряжения. Приведенные выше данные дают возможность отметить следуюш,ее. [c.122] Сравнение зависимостей (II.7) и (11.52) показывает, что для заданного уровня напряжений а, при статическом и циклическом нагружениях сопоставимые неупругие деформации соответственно равны 2бпл и Дбн. [c.125] Данные рис. 99 и 100 однозначно показывают, что увеличение скорости деформирования приводит к значительному увеличению условного предела упругости ao,oi и уменьшению пластических деформаций, соответствующих заданному уровню напряжений. [c.125] НИИ составляла 1 17 10 мм/(мм с). Амплитуда напряжений при предварительном циклическом нагружении составляла = = 370 МПа (Та = 140 МПа) для кристаллов ориентировки 1 ш Оа = 250 МПа (Та = 125 МПа) для кристаллов ориентировки 3. При этих уровнях напряжений в процессе циклического деформирования наблюдалась петля гистерезиса. [c.125] Результаты, приведенные на рис. 101, свидетельствуют, что предварительное циклическое деформирование оказывает сложное влияние на диаграмму растяжения. Наиболее интересным явля-ется тот факт, что после предварительного циклического нагружения напряжения, соответствующие началу пластического деформирования, существенно превосходят такие напряжения для исходного материала. Так, для монокристаллов ориентировки 1 в исходном состоянии То,01 == 90 МПа при Та == 140МПа, после наработки 10 циклов То,01 = 143 МПа и после наработки 10 циклов То,01 = 155 МПа. Полученная совокупность экспериментальных данных позволяет оценить влияние на величину неупругих деформаций скорости деформирования и истории нагружения. [c.125] Таким образом, величина неупругой деформации, имеющей место в монокристаллах Мо при циклическом нагружении с заданной частотой нагружения, определяется как скоростью деформации, с увеличением которой она уменьшается, так и числом циклов предварительного нагружения, с увеличением числа которых-она увеличивается. [c.127] Величина Абн на стадии стабилизации для монокристаллов Мо значительно ниже, чем величина 2епл при том же уровне напряжения при монотонном нагружении с малой скоростью. Наблюдается существенное отличие между величиной Авн в процессе циклического нагружения и величиной 2епл при монотонном нагружении с малой скоростью после соответствующего числа циклов предварительной наработки (см. рис. 102), т. е. испытания с малой скоростью деформирования не дают возможности судить о уровне неупругих деформаций, имеющих место в процессе высокочастотного циклического деформирования, если данному измере нию предшествовало такое же число циклов нагружения. [c.127] Несмотря на то что для монокристаллов Мо ориентировки 1 и 2 наблюдается с увеличением числа циклов нагружений значительное увеличение, а для крупнозернистого Ni — уменьшение величины Afh, после разрушения в обоих случаях микротвердость возрастает, т. е. измерение микротвердости не дает представления о процессах микропластического деформирования непосредственно при циклическом нагружении. Экспериментально полученным закономерностям, которые были рассмотрены выше, может быть дана следующая физическая интерпретация [142]. [c.128] Как видно из рис. 102, в монокристаллах Мо различных ориентировок неупругая деформация, измеряемая во время первой тысячи циклов нагружения, при реализованных уровнях напряжений мала и заметно возрастает по мере увеличения числа циклов лишь в кристаллах ориентировки 2, в которых, как указывалось, скольжение не единично. Такая зависимость неупругой деформации от числ циклов может быть объяснена следующим образом [142]. [c.129] Вследствие низкой скорости винтовых дислокаций и высокой скорости нагружения в течение первых циклов успевают достичь поверхности и выйти из монокристалла лишь единичные краевые дислокации, что приводит к незначительной микропластической деформации. С увеличением числа циклов микрадеформация не изменяется, по-видимому, в связи с низкой активностью источников, пока не вступит в действие вторичная система скольжения и не реализуется механизм размножения дислокаций двойным поперечным скольжением [166] или механизм Такеучи [264], что приводит к резкому возрастанию плотности дислокаций и интенсивному развитию скольжения. Этому периоду соответствует увеличение неупругой деформации. Появление в структуре монокристалла дислокаций нескольких систем скольжения способствует их взаимодействию и перераспределению с образованием субструктуры, что наблюдалось рентгенографически для кристаллов ориентировки 2 [139]. Этот процесс фактически является процессом разупрочнения и также способствует возрастанию неупругой деформации. [c.129] Приведенные на рис. 99 и 100 результаты показывают существенное влияние скорости деформирования на характер диаграмм растяжения монокристаллов Мо ориентировок 1 и 3. С увеличением скорости наблюдается уменьшение пластической деформации, соответствующей определенному уровню напряжения, возрастает величина условного предела упругости. В основе наблюдаемого эффекта лежит, как указывалось, низкая подвижность винтовых дислокаций в Мо при комнатной температуре, в результате чего при высокой скорости нагружения первоначально действующие источники блокируются. Блокировка источников приводит и к резкому уменьшению пластической деформации. Увеличение числа циклов нагружения способствует активизации дополнительных источников (например, связанных со вторичным скольжением в кристаллах ориентировки 3), вследствие чего повышается способность кристалла к пластической деформации. [c.130] На основании проведенного анализа можно сделать следующие выводы [142] монокристаллы Мо при монотонном растяжении чрезвычайно чувствительны к скорости деформирования, резко упрочняясь при увеличении последней. Эффект обусловлен низкой подвижностью винтовых дислокаций в Мо при комнатной температуре и блокировкой источников. [c.130] Рассмотрим более подробно процессы, развивающиеся в монокристаллах Мо различной ориентировки при циклическом деформировании с частотой 36 Гц, для чего воспользуемся результатами, полученными в работах [26, 27, 139, 142]. [c.131] Исследования структурных изменений проводились с использованием рентгенодифрактометрической методики в топографическом и дифрактометрическом вариантах [27, 139]. Преимуществом такой методики является отсутствие необходимости разрушения образцов, как, например, в случае применения электронной микроскопии, и возможность непрерывного исследования в течение всего процесса усталостного повреждения. [c.131] Использовался топографический метод Берга — Баррета при монохроматическом СгКа-излучении и дифрактометрический метод с построением кривых двойного отражения (кривых качания). Применение топографического метода позволяет исследовать структурные изменения (рельеф поверхности) в поверхностном слое по всей длине рабочей части образца, дифрактометрический метод дает возможность судить об разориентировках в локальных объемах кристалла. [c.131] НОЙ природе полосчатой структуры, связанной с генерированием дислокаций в первичной системе скольжения [139]. [c.132] Как видно из рис. 104, для монокристаллов Мо ориентаций 1 и 2 с увеличением числа циклов нагружения существенно изменяется характер кривых качания возрастает число пиков интенсивности и полуширина отдельных пиков, изменяется угловое расстояние между ними. [c.133] Вернуться к основной статье