ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Напряжения начала пластической деформации металлов из "Теория обработки металлов давлением " Мы показали, что величина деформационного упрочнения - это мера неравновесности системы, приобретенной во время пластической деформации, а напряжения, присутствующие в металле - мера незавершенности перехода системы к равновесному состоянию. При отрицательном значении Л5стр(е) изменение напряжений в системе также отрицательно. Это значит, что самостоятельный переход системы в упрочненное состояние невозможен - для этого необходимо принудительное воздействие, а упрочненное состояние энергетически невыгодно. [c.51] С этих же позиций напряжения начала пластического течения соответствуют моменту перехода системы из стационарного состояния, которое характеризуется линейной зависимостью а( ), к неравновесному, при котором функция а(е) нелинейна. Эти напряжения обозначим Qs, как это принято в теории обработки металлов давлением, и отметим, что определяются они, как известно, структурой металла размером зерна, количеством примесей, легирующих элементов и т. д. Следовательно, долясно существовать соотношение, выражающее взаимосвязь характеристики структуры металла А стр и его механической прочности Og. [c.51] Таким образом, мы дали структурную трактовку условия пластичности металла, нисколько не претендуя на его новизну. Мы лишь подчеркнули, что напряжения 0 = ОТАБстр о /М- обусловлены структурой металла, что они присутствуют в металле и при отсутствии внешних напряжений. [c.52] Как ни странно, но простой тезис о том, что если каждый дефект создает свое поле напряжений, то их совокупность в системе создает некоторое усредненное по объему напряжение, в данном случае 05 = ТА стр (/в, практически никогда не принимался во внимание И это несмотря на то, что условие пластичности Сен-Венана уже не одно столетие подсказывает нам его. [c.52] Запись в виде (2.10) свидетельствует о том, что предел текучести металла определяет уровень стационарности системы, когда ее ди намические уравнения линейны (см. главу 1). Следовательно, отожженное недеформированное состояние для металла также является неравновесным, а любой необратимый процесс, сопровождающийся структурообразованием, уводит систему еще дальше от равновесия. [c.52] Если структура системы не изменяется при рассматриваемом взаимодействии, А5стр(0=0 где г - время, система находится в стационарном состоянии, а уровень неравновесности металла задается значением А5стр или, что фактически равнозначно, значением механической прочности а . [c.53] Например, для отожженной меди с пределом текучести = = 60 МПа изменение структурной энтропии составляет А5стр = = -1,5 Дж/моль-К. Подобные отклонения от равновесного значения фиксируются традиционными методами измерения термодинамических характеристик материала (калориметрическим, методом измерения э.дх.) [21]. [c.53] Основные положения термодинамики говорят о том, что энтропия системы не может при Т onst Ф 0 равняться нулю или быть отрицательной величиной. В этом случае максимально возможное значение модуля структурной энтропии А5стр 1— тах может означать только деградацию, распад или разрушение самой системы. Тогда 1 мх I можно трактовать как максимально достижимые в системе напряжения или как напряжения теоретической прочности в энтропийном истолковании. [c.54] Вполне возможно, что величина теоретической прочности в виде (2.14) более приемлема, чем, скажем, значение, принятое в теории дислокаций и равное напряжениям начала пластического течения бездефектного кристалла a =G/2Ti(l- ), Ь - коэффициент Пуассона. Это выражение приводится в многочисленной литературе, например, [4-6, 11]. Для меди По составляет 10600 МПа. [c.54] Напряжения теоретической прочности в энтропийном выражении а jnax практически совпадают со значением теоретической прочности межзеренной границы, определяемой через напряжения сцепления межатомных плоскостей (напряжения типа лапласовых) с теор = Ау/Дгр, где AYs - изменение поверхностной энергии межзеренной границы при образовании трещины, Ау 0,5у а р - среднее расстояние между атомами через границу, гр = а - параметр кристаллической решетки. Так, например, для меди при а -= 3,62-10 м, у,= 1,1 Дж/м Отеор = 1380 МПа. [c.54] В итоге в данном разделе получено соотношение (2.11), которое описывает взаимосвязь структуры и прочности металла. С учетом выражения для определения структурной энтропии (2.13) или (1.27) оно говорит о том, что любое изменение структуры металла влечет за собой изменение его свойств. [c.55] Вернуться к основной статье