ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ Диаграммы деформации из "Механические свойства редких металлов " Некоторые вопросы методики усталостных испытаний освещены ранее [12, 13]. [c.16] Для испытания редких металлов на усталость при различных температурах была сконструирована и изготовлена специальная установка со схемой чистого изгиба с вращением (рис. 6). [c.16] Образец 1 через специальный захват 2 зажимали в патрон 3, укрепленный на валу электродвигателя 4, сообщающего вращение образцу. На свободный конец образца крепили стандартный динамометр 7, фиксирующий и передающий плавную нагрузку на образец через накидную гайку 8. [c.17] При испытании в области низких температур образец помещали в камеру 6, изготовленную из теплоизолирующего материала (текстолита) и имеющую, кроме двух отверстий для ввода охлаждающей смеси и пружины динамометра, съемный фланец 5 с уплотнительным кольцом 9. [c.17] Перед началом испытания установленный в камеру образец (диаметром 2 мм) заливали охлаждающей смесью (жидкий азот, раствор твердой углекислоты в спирте или ацетоне) и выдерживали некоторое время. Затем включали электродвигатель и при помощи накидной гайки устанавливали требуемую нагрузку. Число циклов до разрушения определяли по числу оборотов двигателя и времени испытания по секундомеру. [c.17] Для испытаний при нормальной температуре камеру снимали, а микрообразец зажимали непосредственно в патрон, минуя приспособление для захвата. Температуру образцов в процессе циклического нагружения поддерживали постоянной (около 20° С), для чего образец обдувался вентилятором или поливался водой. [c.17] Существуют в основном два способа определения способности металла к упрочнению 1) как dalde, т. е. по тангенсу угла наклона касательной к кривой упрочнения, построенной в обычных координатах, 2) как d Ig aid Ig e, т. e. no тангенсу угла наклона диаграммы деформации, построенной в логарифмических координатах. Первое отношение характеризует абсолютное приращение на единицу деформации и имеет размерность кПмм , второе является относительной безразмерной величиной и показывает, во сколько раз на единицу деформации возросло начальное напряжение [14]. [c.18] Учет упругих постоянных, поскольку от них зависит прочность всех дислокационных взаимодействий, принимается во внимание почти во всех работах, посвященных анализу кривых упрочнения монокристаллов. Имеющаяся тенденция в некоторых работах, посвященных анализу коэффициента упрочнения поли-кристаллических металлов, использовать для оценки скорости упрочнения показатель da/de без учета модуля сдвига (или другой упругой постоянной) является, на наш взгляд, необоснованной. [c.18] Второе представление и соответствующий показатель d go/ dlge не зависят от уровня прочности и, следовательно, это отношение более универсально, поскольку оно не требует дополнительных подсчетов, связанных с учетом модуля упругости, а определяется непосредственно из исходной диаграммы деформации, построенной в логарифмическом масштабе. [c.19] Указанное можно пояснить при помощи простой схемы. [c.19] Однако анализ тех же результатов, выполненный В. Д. Ярошевичем, показал, что при определении коэффициентов упрочнения авторы допустили неточность — при температурах 4-20° С и —196° С были взяты разные степени деформации. [c.20] Некоторые авторы, очевидно, поэтому считают, что диаграмма деформации в двойных логарифмических координатах выполняется в виде прямой линии, имеющей постоянный наклон при любых степенях деформации. Поэтому, в частности, Бехтольд [20] по вольфраму, Смит и др. [21] по рению и Оуен и Скотт [22] по эрбию, применяя двойные логарифмические координаты, полученную прямую, соответствующую небольшим степеням деформации, экстраполировали на 6 = 1. [c.21] Несомненно, что наибольший интерес представляли бы данные, относящиеся ко второй ветви, т. е. к участку диаграммы деформации, расположенному после излома именно здесь, по аналогии с монокристаллами, следовало бы ожидать зависимости степени деформации, при которой наблюдается излом, и наклона второй ветви от таких факторов, как температура, скорость деформации, тип кристаллической решетки и энергия дефекта упаковки. [c.21] Наиболее удобными для построения в логарифмических координатах являются диаграммы деформации, полученные при температурах ниже температуры рекристаллизации. При температурах выше температуры рекристаллизации (гомологическая температуре 9 0,5) на индикаторных диаграммах и осциллограммах появляются провалы сама индикаторная диаграмма становится неровной и мало пригодной для Исследования в логарифмических координатах. Зависимость напряжения течения от степени деформации в этом случае усложняется фактором роста зерна в процессе пластической деформации, что, в соответствии с известным соотношением Петча [23], приводит к понижению уровня напряжения со степенью деформации и, следовательно, к падению коэффициента упрочнения. Это особенно характерно для низких скоростей деформации (е = Ю -т-Ю се/с ). На ходе кривой упрочнения, очевидно, также сказывается проскальзывание по границам зер н, что характерно для облает эквиког -зивных температур. [c.21] На индикаторных диаграммах, снятых при температурах выше температуры рекристаллизации, увеличение скорости деформации сдвигает момент появления провалов в область более высоких температур. Подобные явления были описаны ранее С. И. Губкиным при испытаниях меди [24] и Тейлором и др. при исследовании вольфрама [25]. Из указанного следует, что область применения логарифмических координат для исследования показателей упрочнения ограничивается в основном дорекристаллизацион-ными температурами (6 0,5- 0,6). [c.22] При увеличении скорости деформации процесс скачкообразной деформации начинается при более высоких температурах, при этом частота указанных выше щелчков резко возрастает. Это явление, известное под названием эффекта Портевена-Ле-Шателье, обнаруживается в сущности у всех металлов, но особенно у металлов с о. ц. к. решеткой. [c.22] Большое влияние на коэффициент упрочнения оказывают трещины, возникающие при деформации образца. Как показал эксперимент, стронций во всем исследованном интервале температур является хрупким материалом. Причиной возникновения трещин является низкая пластичность стронция, а также имевшиеся еще до деформации трещины в теле исходного образца. В результате коэффициент упрочнения стронция оказался значительно ниже, чем предполагалось. Для построения диаграмм истинных напряжений 5г был использован только начальный участок индикаторных диаграмм — в основном до степени деформации 0,3, при которой чаще всего начинают появляться видимые трещины. [c.22] Очевидно, по этим же причинам и в основном в результате окисления заниженным оказался коэффициент упрочнения Ах у церия. По-видимому, в результате этого на диаграммах деформации, построенных в логарифмических координатах, четкий излом, который хорошо выявляется у других металлов, в этом случае не наблюдался. Диаграмма деформации в истинных координатах у церия во всем интервале степеней деформации до е = 0,5 аппроксимируется прямой линией. [c.22] Существенное влияние на ход кривой упрочнения оказывает текстура. В качестве исходного металла при изготовлении образцов титана был взят пруток диаметром 7 мм, полученный путем прессования со значительной степенью деформации, достаточной для образования текстуры. В результате отжига текстуру устранить не удалось. [c.22] Полученные индикаторные диаграммы деформации и осциллограммы по своему виду оказались очень похожими на диаграммы деформации монокристаллов. На диаграммах четко выявляются все три характерные для монокристаллов участка. Текстура образцов титана существенно повлияла на показатели упрочнения. Переход к стадии, для которой характерно сложное скольжение, совершается при значительно меньших напряжениях, чем у нетекстурованного металла и, следовательно, на этой стадии, соответствующей коэффициенту упрочнения А , возникают большие возможности для упрочнения. В результате указанной причины коэффициент упрочнения А у титана в нашем случае оказался аномально высоким. Влияние текстуры проявляется до температуры 600° С, после чего индикаторная диаграмма приобретает обычный вид. Интересно, что текстура сказывается в основном на коэффициенте упрочнения Ах и на степени деформации е , отвечающей излому на графике напряжения. На коэффициент упрочнения Л 2 текстура существенного влияния не оказывает. [c.23] Вернуться к основной статье