ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аномалии температурной зависимости пластичности титана из "Теория обработки металлов давлением " Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что при повышении температуры пластичность металла, как правило, возрастает. Отклонения от этих закономерностей (аномалии пластичности, или провалы пластичности) обнаружены давно и получили наименование по температурам металла при проявлении эффекта (синеломкость, красноломкость, горячеломкость и т. д.). [c.254] При исследовании причин подобного характера кривой 5(7) было предложено несколько его интерпретаций. В [78] высказано предположение, что причиной провала пластичности является динамическое деформационное старение. В более поздней работе тех же авторов, как отмечено в [77], сделано заключение, что снижение величины 5 при практически неизменном сужении F указывает лишь на уменьшение способности к упрочнению и локализацию деформации с образованием шейки, но не говорит о проявлении какой-либо хрупкости или ломкости . [c.255] В [69] показано, что снижение пластичности при повышении температуры титана может быть связано с присутствием водорода. Однако теории влияния водорода и. каких-либо количественных моделей разработано не было. В связи с этим попробуем разработать физическую модель явления, которая позволила бы дать количественную оценку температурной зависимости пластичности титана и прогнозировать его поведение. [c.255] До ) - плотность распределения безразмерных внутренних напряжений Н - универсальная газовая постоянная - изменение поверхностной энергии при разрушении металла а р - среднее межатомное расстояние на границе, агр-1,1а а - параметр кристаллической решетки. [c.256] Второе слагаемое критерия разрушения представляет собой значение средних по объему внутренних напряжений в металле, которые вызваны полями упругих напряжений дефектов кристаллического строения, объединенных в структуру, а интегральновероятностной характеристикой этой структуры является структурная энтропия. [c.256] Примем следующую гипотезу в качестве причины аномальной температурной зависимости пластичности титана будем считать начичие на межзеренных границах атомов водорода при низких температурах межатомная связь на границах осуществляется через гидрид Т1Нд при повышении температуры эта связь ослабевает из-за диссоциации гидридов, а по границам восстанавливается обычная металлическая связь, прочность которой описывает критерий разрушения. [c.257] В [69] основной причиной снижения пластичности титана при температурах (200-ь770) К также считается наличие водорода. [c.257] Значения удельных поверхностных энергий для металлов различаются весьма существенно, см., например, [17, 33]. [c.259] Примем у = 0,5у , Разрушение металла происходит вдоль наиболее слабого звена, температурная зависимость которого выделена на рис. 5.23 утолщенной линией. Эта линия имеет два излома, В области криогенных температур (зона I) разрушение происходит по телу зерна при напряжениях у /2а, а не по границам, скованным цементом гидридной связи . Разрушение при высоких значениях напряжений разрывной прочности Ср= у,/2 зг обеспечивает титану высокую пластичность при криогенных температурах, что отличает его от других металлов, у которых порог разрывной прочности более чем вдвое ниже Ср= АуУ2йГгр, Ау = 0,5у йгр=1Д С1. Повышение пластичности при низких температурах подчиняется общим закономерностям, рассмотренным нами в разделе 2.3. Это отражается на экспериментальных кривых, показанных на рис. 5.21. [c.259] В области более высоких температур (зона П) разрушение происходит по гидриду Т1Щ расположенному вдоль межзеренных границ. Более резкое уменьшение напряжений Отш по сравнению с напряжениями Оз или Огр при повышении температуры, как мы увидим далее, вызывает уменьшение пластичности металла. [c.259] При помощи формулы (5.69) можно рассчитать пластичность металла при произвольной температуре Г если из опытов на растяжение при комнатной температуре известны значения Ого, коэффициентов аппроксимации а и р, а также температурные зависимости модуля упругости (7) и разрывной прочности Стр. [c.260] Интересно, что если предположить существование нескольких изломов на функции ар(Г), то расчет по формуле (5.69) покажет наличие нескольких провалов пластичности. Такая ситуация наблюдается, например, в меди, где сильно сказывается влияние таких элементов, как фосфор, сурьма, висмут, способных на границах образовывать химические соединения. Покажем это. [c.261] Вернуться к основной статье