ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сверхпластичность из "Теория обработки металлов давлением " Сверхпластичностью называют способность металлов к большим пластическим деформациям без нарушения сплошности, проявляющуюся при высоких гомологических температурах под влиянием напряжений, величина которых очень мала и зависит от скорости деформации. [c.235] Именно в это время были опубликованы работы советских ученых А.А. Бочвара и З.А. Свидерской, которые исследовали пластичность эвтектоидного сплава 7п-22 %А1. Именно они ввели термин сверхпластичность . С тех пор многие исследователи обращались к проблеме СПД, опубликовано множество работ, где изложен ряд теорий СПД. Многие специалисты подразделяют СП на два вида [67,68]. [c.236] При исследовании СПД были организованы поиски таких режимов деформации при растяжении, которые сохраняют устойчивое протекание процесса без образования шейки. Данный процесс, как следует из общих соображений, возможен, если его проводить с таким сочетанием параметров структура. Г, е ), которые обеспечивают при образовании шейки интенсивное упрочнение, тормозящее деформацию в этом и вызывающее ее в других сечениях по длине образца. При этом возникает эффект, напоминающий перемещение шейки вдоль образца - эффект бегающей шейки . Именно поэтому было проведено множество исследований по влиянию скоростт деформации на проявление эффекта СПД. [c.237] Стадия 1. Наблюдается при низких скоростях деформации и характеризуется значениями коэффициента скоростного упрочнения т 0,5, причем при т 0,3 сверхпластичности не наблюдается. Во многих случаях т - 0,5 сохраняется при изменении е на несколько порядков. [c.238] Стадия 2, Наблюдается в узком интервале изменения е, при этом коэффициент скоростной чувствительности упрочнения достигает значений т = 0,8. [c.238] Стадия 3, Появляется при высоких скоростях деформации (обычно е 10 с ), когда значение параметра т 0,3, и уменьшается с увеличением скорости деформации. Трехступенчатый вид кривых lg г - lge и т - 1 е достаточно типичен для сплавов в состоянии СПД, однако, стадия 2 узка, а в ряде случаев может вообще отсутствовать. [c.238] При очень низких скоростях деформации параметр т уменьшается до нуля, а сопротивление деформации приближается к константе. [c.238] Экспериментально показано, что максимальное удлинение образцов при растяжении во время СПД наблюдается при наибольших значениях параметра т. Зависимость 5(/и) в виде графика, обобщающего результаты многочисленных исследований, приведена на рис. 5.11. [c.239] Температура, Повышение температуры деформации сильно влияет на форму кривой СПД, смещая её в направление больших скоростей деформации и меньших напряжений. Для обычных металлов параметр т при увеличении температуры от 0,4 до 0,98 Гпл увеличивается от 0,02 до 0,2. [c.239] Его значение слабо зависит от скорости деформации и величины зерна металла. При таких условиях испытания удлинение образца не очень велико. [c.239] Микроструктура. Возможность проявления эффекта СП исключительно сильно зависит от микроструктуры образца и от химического состава сплава. Большая чувствительность напряжения течения к скорости деформации, характерная для ультрамелкодисперс-ных материалов, является обязательным, но недостаточным условием проявления СПД, поскольку одновременно с этим должны протекать процессы, не допускающие образования микротрещин. Традиционно считается, что эти процессы должны зависеть от химиче ского состава и морфологии структуры. [c.239] Опытами Болла и Хатчисона [67], проведенными в широкой области температур на эвтектоид-ном сплаве 2п-А1 с различными размерами зерен, было показано, что для подобного материала при температуре 0,4 Г л меняется зависимость напряжения течения от величины зерна при низких температурах а Г, а при высоких, характерных для СПД, о рис.5.13. [c.240] Существует несколько теорий, описывающих явление СПД. [c.241] Теория метастобшьности фаз. Эта теория предложена А.А. Пресняковым и основана на ранних взглядах А.А. Бочвара. Согласно этой теории, принимается, что СПД связана с особым состоянием металла, при котором атомы обладают аномально высокой подвижностью. Это состояние возникает либо в момент фазовых превращений или после быстрого охлаждения, когда фазы становятся нестабильными. Аномальное увеличение пластичности имеет чисто диффузионную природу и может проявляться только при фазовых превращениях в сплавах с достаточно большим содержанием второй фазы. Главный аргумент того, что СПД имеет диффузионный характер - ее взаимосвязь с фазовыми превращениями. [c.241] Эта теория предполагает, что между СП и размером зерна металла не существует связи, т. е. ее авторы пренебрегают экспериментальными данными [67, 68]. Принимается, что СП сплавов, которые были медленно охлаждены, а перед этим пластически продеформированы, является следствием реотропического возврата или, иными словами, метастабильности деформированной структуры. [c.242] Эта модель, несмотря на все допущения, дает значение т=1, обратную пропорциональность между скоростью деформации и квадратом величины зерна, а также прямую пропорциональность между е и Д. [c.242] Модель Кобла дает более точные результаты, чем модель На-барро—Херринга. Однако обе модели показывают значение ш, равное единице, которое в реальных процессах СПД никогда не достигается. Кроме того, было показано, что для обеспечения диффузионного массопереноса по Набарро—Херрингу или по Коблу необходимо, чтобы границы зерен были неисчерпаемыми источниками вакансий или местами их стоков. Показать это пока не удалось. [c.243] Развитием данной модели явилось доказательство необходимости зернограничного скольжения для аккомодации деформации в объеме соседних зерен. Таким образом, была высказана мысль о множестве возможных механизмов деформации, контролирующих СПД. [c.243] Теория динамической рекристаллизации. Р. Джонстон предложил модель СПД, которая включает дислокационное внутри-кристаллитное скольжение, сопровождаемое зернограничными сдвигами. Оба эти процесса искажают кристаллическую решетку вблизи границ и вызывают здесь рекристаллизацию в результате их миграции. Однако эта идея была отвергнута большинством исследователей по той причине, что рекристаллизация (по общепринятым понятиям) включает стадии образования зародышей и их роста, причем первой стадии во время СПД никто не наблюдал. [c.243] Вернуться к основной статье