ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Явление ползучести из "Механические испытания и свойства металлов " При рассмотрении пластической деформации и деформационного упрочнения подразумевалось, что каждому значению напряжения соответствует определенная деформация. Однако на самом деле любой материал под действием постоянного напряжения может в определенных условиях прогрессивно деформироваться с течением времени. Явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения называется ползучестью. [c.247] В зависимости от температуры и уровня приложенного напряжения ползучесть протекает по разным законам. Наиболее известны четыре вида ползучести, области реализации которых в функции температуры и напряжения приведены на рис. ИЗ. Чтобы сделать эту диаграмму применимой для разных металлов и сплавов, по оси абсцисс отложена гомологическая температура, а по оси ординат отношение приложенного напряжения сдвига к модулю сдвига (т/О). [c.247] Основным первичным результатом испытания на ползучесть при заданной температуре и постоянном т Ткр является кривая ползучести в координатах относительная де- формация — время. Эту кривую строят по данным систематического измерения дефор-мации (обычно относительного удлинения б) образца в процессе испытания. Изменение характера кривых ползучести с повышением температуры испытания при постоянном напряжении показано на рис. 116. Кривая типа ОЛВ получается в результате низкотемпературной (логарифмической) ползучести, ОА ВСО и ОА С — при высокотемпературной. [c.249] Именно поэтому низкотемпературная ползучесть получила название логарифмической. С течением времени логарифмическая ползучесть быстро затухает. [c.249] Логарифмическая ползучесть слабо зависит от температуры испытания и приложенного напряжения. Ее практическое значение мало, поскольку величина удлинения при реальных для конструкций напряжениях обычно мала, быстро стабилизируется во времени и не вызывает опасности нового ее существенного роста даже при очень длительных выдержках. [c.250] Логарифмическая ползучесть является неустановив-шейся скорость ползучести непрерывно изменяется (уменьшается) со временем. С неустановившейся стадии начинается и высокотемпературная ползучесть (отрезок А В на кривой OA B D — рис. 146). Затем начинается стадия установившейся ползучести (ВС), при которой Dn= onst. Заканчивается кривая высокотемпературной ползучести участком разрушения D, до которого при испытаниях на ползучесть никогда не доходят. Кривые ползучести, подобные OA B D, типичны для условий стандартных испытаний на ползучесть. [c.250] Основное отличие высокотемпературной ползучести от низкотемпературной заключается в более полном протекании возврата, который обеспечивается здесь не столько поперечным скольжением, сколько переползанием дислокаций. При высокотемпературной ползучести возможны также некоторые рекристаллизационные процессы. [c.250] Ползучесть (пластическая деформация) в этом объеме будет идти, если обеспечена возможность движения дислокаций. Предполагается, что при неустановившейся высокотемпературной ползучести источники дислокаций могут работать (генерировать новые петли дислокаций) вследствие уменьшения запирающего напряжения из-за непрерывного ухода дислокаций из скоплений путем поперечного скольжения и переползания. [c.251] После интегрирования получаем б = рт . [c.252] Принципиально ползучесть на установившейся стадии не отличается от неустановившейся. Установившаяся стадия рассматривается как некое равновесное состояние, подготовленное неустановившейся ползучестью. Элементарные процессы, идущие на обеих стадиях, одинаковы, различна только полнота их протекания. В металлах скорость установившейся ползучести контролируется обычно наиболее медленным процессом переползания дислокаций. [c.252] Пластическая деформация при ползучести вызывает увеличение плотности дислокаций и деформационное упрочнение. В то же время возврат приводит к уменьшению плотности дислокаций и разупрочнению металла. В результате возврата при высокотемпературной ползучести в металле формируется полигональная субструктура. [c.252] Основные процессы, определяющие возврат, — поперечное скольжение и переползание дислокаций. При относительно малом времени выдержки, когда переползание дислокаций еще не успевает проходить в достаточной степени, возврат идет в основном вследствие поперечного скольжения. В этом случае ползучесть оказывается неустановившейся скорость ее все время уменьшается из-за прогрессирующего, хотя и замедляющегося деформационного упрочнения (число аннигилирующих дислокаций меньше числа возникающих при деформации). Затем наступает момент, начиная с которого число переползающих краевых дислокаций становится достаточным для полного возврата (равенства образующихся и исчезающих дислокаций). С этого момента и наблюдается стадия установившейся ползучести. [c.252] При температурах выше 0,8—0,9 Гдл и низких напряжениях наблюдаемые закономерности ползучести хоро шо описываются моделью направленной диффузии атомов. Отсюда название этого вида ползучести — диффузионная. [c.253] При отсутствии внешних напряжений преимущественного переноса атомов в определенных направлениях не происходит. Но если приложить к образцу растягивающее напряжение, то атомы перемещаются к концам образцов и его длина увеличивается. Это направленное перемещение атомов обусловлено уменьшением в определенных направлениях энергетического барьера, который преодолевают атомы при своем движении. [c.253] При вакансионном механизме диффузии вакансии перемещаются в направлениях, противоположных направлениям движения атомов. Если подвергать растяжению квадратное зерно со стороной L (рис. 117), то направление движения вакансий будет соответствовать направлению сплошных стрелок на рис. 117. [c.253] Границы зерна действуют как источники и ловушки вакансий, поэтому длина их пути связана с размером зерна. [c.253] Можно принять, что для каждого из четырех путей диффузии средняя длина пути L/2, а средняя площадь поперечного сечения, через которое идет диффузионный поток, L2/8. [c.253] Из уравнения (152) следует, что скорость дуффузи-рнной ползучести, в отличие от с д.уст при ползучести с возвратом, зависит от напряжения в первой степени. Эксперименты подтверждают этот вывод только в области относительно низких напряжений. Чем выше температура, тем шире диапазон напряжений, под действием которых идет диффузионная ползучесть. [c.254] Вернуться к основной статье