ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины упрочнения металла из "Долговечность двигателей Издание 2 " Вопрос о причинах изменения структуры и упрочнения металла является одним из основных в металловедении, однако среди ученых нет единой точки зрения по этому вопросу. Н. Ф. Кунин, Тейлор и др. указывают, что при пластическом деформировании выделяется в виде тепла 80— 90% энергии и поглощается образцом около 10—20%. Из поглощенной энергии затрачивается около 1% на искажение I рода, около 1% —на искажение И рода и остальное — на искажения кристаллической решетки III рода. [c.38] Томсон считает, что механическая обработка металла ведет к образованию в нем множества дислокаций различного направления. Такие дислокации, налагаясь друг на друга, заметно повышают сопротивление сдвигу, чем и объясняется фактическая прочность обыкновенных металлов. [c.38] Курдюмовым установлено, что сущность упрочнения заключается в повышении степени одновременного участия связей всех атомов в сопротивлении действию внешних сил и достигается (с помощью термической и механической обработки) получением строения металла или сплава с очень большим числом нарушений правильного кристаллического строения, т. е. созданием большего количества дислокаций, равномерно распределенных по объему, или получением монокристаллов с идеально правильным кристаллическим строением. [c.38] В производственных условиях и при эксплуатации машин упрочнение металлов и сплавов достигается путем термической и механической обработок. Согласно исследованиям Г. В. Курдю-мова искажения II рода, т. е. упругие деформации микрообластей, не обязательны для упрочненного состояния сплава. Г. В. Курдюмовым установлено, что искажение III рода (обнаруживаемые по интенсивности рентгеновысоких интерференций) не всегда сопутствуют упрочненному состоянию металла и сплава. Среднее квадратическое смещение атомов в узлах решетки не увеличивается при упрочнении закалкой на мартенсит. Следовательно, искажения III рода не всегда сопутствуют упрочненному состоянию металла и не определяют его прочности. Мнение, что искажения III рода являются одним из важных элементов упрочнения, не подтверждается. [c.38] Важным фактором упрочнения является раздробление зерен на микрообласти —фрагменты, значительно разориентированные друг относительно друга. Границы таких фрагментов характеризуются значительными нарушениями правильной кристаллической структуры и являются препятствием для распространения пластической деформации. Длина пути легкого перемещения дислокаций под действием внешних сил при фрагментации зерна значительно сокращается, число элементарных актов деформирования увеличивается, степень одновременности работы между-атомных связей против действия внешних сил повышается. [c.38] Известно, что прочность и сопротивление деформированию растет при уменьшении размеров зерен. Величина упругой деформации микрообластей упрочненного сплава обусловливается не только возникновением тонкой кристаллической структуры зерна, но и свойствами кристаллов в исходном состоянии. Наибольшее количество примесей и легирующих элементов значительно повышает предел упругой деформации сплава. [c.39] Таким образом, упрочнение металлов и сплавов при пластической деформации и при мартенситных превращениях обусловлено раздроблением зерна на микрообласти, разориентировкой микрообластей и образованием субмикроскопических областей блочной структуры внутри фрагментов. [c.39] Прочность упрочненных металлов и сплавов определяется также свойствами кристаллов. Характеристикой этих свойств кристаллов служит, в частности, предел текучести или твердость отожженного (неупрочненного) металла, а также величина искажений И рода, представляющих собой упругую деформацию микрообластей упрочненного металла. [c.39] Прочность металла или сплава определяется, кроме того, свойствами кристаллов фаз, образующихся при конечной обработке. [c.39] При холодной пластической деформации степень раздробленности ограничивается возможностью разрушения металла. Материалы разупрочняются при повышении температуры и поэтому получение высокопрочных металлов холодной пластической деформацией и закалкой сильно ограничивается. [c.39] Степень упрочнения, обусловливающаяся возникновением более раздробленной субструктуры зерна, подтверждается экспериментально. На рис. 22 приведены графики зависимости твердости НУ и размера областей когерентного рассеивания никеля от степени деформации прокаткой при +20 и минус 180° С. [c.39] Основными причинами повышения твердости никеля являются измельчение структуры зерна (уменьшение размеров блоков) и степени деформации металла. При незначительной разнице в твердости отожженного и упрочненного никеля при нагреве от минус 180° до плюс 20° С (ЯУ 15—17) в процессе деформирования происходит наиболее интенсивное нарастание твердости у металла, имеющего более низкую температуру. [c.39] Вернуться к основной статье