ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ВЛИЯНИЕ НАГРЕВА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННОГО МЕТАЛЛА Возврат из "Металловедение и термическая обработка металлов " Увеличение прочности металла повышает надежность и долговечность машин (конструкций) и понижает расход металла на их изготовление вследствие уменьшения сечення деталей машин, что имеет важное народнохозяйственное значени.е. [c.66] Принято различать техническую и теоретическую прочность металлов. [c.66] Предел текучести 00,2 — основной показатель механической прочиостп металла, по которому ведут расчеты на прочность при статическом нагружении и величина которого определяет допустимые напряжения. Следовательно, более высокое значение 00,2 приводит к уменьшению сечения и массы деталей. Важное значение также для расчетов на прочность имеет предел выносливости. [c.66] Теоретическое значение прочности, рассчитываемое по указанной формуле, в 100—1000 раз больше технической прочности. Как мы уже отмечали ранее, это связано с дефектами в кристаллическом строепин и прежде всего с существованием дислокаци . Прочность металлов не является линейной функцией плотности дислокаций (рнс. 38). Как видно из рисунка, возможны два основных способа повышения прочности 1) создание металлов и сплавов с бездефектной структурой и 2) повышение плотности дефектов в том числе и дислокаций, а также структурных препятствий, затрудняющих движение дислокации. [c.66] Как видно из рис, 38, минимальная прочность определяется некоторой критической плотностью дислокаций а, приближенно составляющая 10 —10 см . Эта величина относится к отожженным металлам. Величина 00,2 отожженных металлов составляет 10 —С. [c.66] Если количество дефектов меньше величины а, то сопротивление деформации резко увеличивается и прочность быстро приближается к теоретической. [c.66] Увеличение размера усов сопровождается резки.м снижением прочности. Модуль нормальной упругости усов железа практически не отличается от обычного монокристалла железа. Это объясняется тем, что модуль упругости зависит только от величины сил межатомной связи, которая одинакова для идеальной и дефектной решеток. Малые размеры нитевидных металлических кристаллов (усов) и высокая чувствительность их к поверхностным дефектам пока затрудняют использование их в технике. [c.67] Перспективными являются волокнистые (композиционные) материалы. Высокая прочность и пластичность в этом случае достигается путем армирования мягкой металлической матрицы (медь, алюминий, серебро, нихром, полимеры и т. д.) бездефектными, нитевидными кристаллами (усами) неметаллов (а—АЬОз, углеродные волокна, карбиды В4С, 51С и др.) . [c.67] Прочность волокнистых материалов превышает прочность матрицы в 5—10 раз. Чем больше разница в модулях упругости армирующего волокна и матрицы , больше силы сцепления между матрицей и волокнами и меньше расстояние между волокнами и их диаметром, тем выше прочность композиционного материала. [c.67] Ка этой закономерности основаны все практически применяемые технические методы упрочнения металлов и сплавов, деформационное упрочнение, закалка стали и др. [c.68] Плотность дислокаций не должна превышать —10 см- . При большей плотности дислокаций металл становится хрупким и в нем образуются трещины. [c.68] Эффективным барьером для движения дислокаций в металлах является межзеренная граница. Это объясняется тем, что при переходе через границу изменяется ориентировка плоскости скольжения, а сама граница представляет собой область неупорядоченного расположения атомов. Поэтому, чем мельче зерно (больше протяженность границ), тем выше прочность металла. [c.68] Эта зависимость справедлива и для субзерен. [c.68] В сплавах на основе железа сильное повышение прочности достигается закалкой, в результате которой образуется структура— мартенсит, а также пластической деформацией, совмещаемой с закалкой на мартенсит. [c.68] Упрочненные границами зерен. [c.68] Сталь со структурой мартенсита. . [c.68] Используя одновременно различные методы упрочнения, можно сильно повысить 0в, оо,2 и 5к, но при этом одновременно снижается пластичность и вязкость (металл охрупчивается). Если у поликристаллического железа То,2=ЮЧ-12 кгс/мм , то после упрочнения образцов стали можно получить 0о,2= =300 кгс/мм . Однако опыт применения высокопрочных материалов показывает, что изготовленные из них конструкции (детали) нередко разрушаются хрупко, внезапно, при напряжениях, меньших, чем предел текучести. [c.69] Следовательно, для обеспечения надежности конструкции, кроме высокого предела текучести, материал должен обладать высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Для определения сопротивления хрупкому разрушению чаще проводят испытания на удар. Ранее считалось, чем выше сопротивление удару Он, тем лучше качество металла. Это во многих случаях не со-ответствует действительности. [c.69] При хрупком разрушении величина Яр 0. Поэтому при хрупком изломе работа разрушения определяется в основном величиной йз. При вязком или полухрупком разрушении главной характеристикой вязкости металла является величина йр. [c.69] В металле всегда имеются различные дефекты, которые служат зародышами трещин. Поэтому надежность материала определяется главным образом величиной работы распространения трещины. [c.69] Вернуться к основной статье