Релаксация термическая

Несмотря на то что связи между аппретом и поверхностью наполнителя подвержены гидролизу, обратимый характер этой реакции препятствует полной потере адгезии, пока модифицированная силаном смола сохраняет целостность на межфазной границе. Под воздействием осевых или тангенциальных напряжений обратимые связи рвутся и восстанавливаются в соседних точках. Благодаря этому сохраняется подвижность молекул в двух направлениях вдоль поверхности стеклянного волокна и происходит релаксация напряжений без ухудшения адгезии. Динамическое равновесие процесса гидролиза не только предотвращает разрушительное действие воды, но делает необходимым ее присутствие на гидрофильной поверхности раздела для релаксации термических напряжений, возникающих при охлаждении стеклопластика. [c.212]

Квазиоднородный подход, не обеспечивая глубокого понимания поведения композита, не позволяет учесть ряд его особенностей. Например, композиты могут проявлять свойство ползучести при отсутствии каких-либо нагрузок в направлении армирования. Коэффициенты термического расширения композитов зависят в ряде случаев от времени и температуры, хотя составляющие их компоненты такими свойствами и не обладают [12]. Подобное явление связано с релаксацией термических напряжений в полимерной матрице. [c.250]

Рис. 2-17. Характер нарастания и релаксации термического сопротивления (а) и внутренних напряжений (б) для клеевых прослоек иа основе ПН-1, сформированных при различной температуре.

Размах напряжений Асг в цикле в условиях термической усталости оказывается наименее стабильным параметром. На величину A t влияют нестабильность физико-механических свойств и термо-циклического упрочнения материала и релаксация термических напряжений, особенно при максимальных температурах цикла. Если учесть еще структурные изменения материала для разных этапов термоциклического деформирования, то форма петли упругопластического гистерезиса существенно изменится. Например, для термической усталости наиболее характерна несимметричная по напряжениям в полуциклах нагрева и охлаждения петля гистерезиса. [c.6]

Временная зависимость сопротивления термической усталости может быть обусловлена двумя основными факторами релаксацией термических напряжений при ползучести и исчерпанием общей пластичности металла при длительном нагружении. [c.40]

Термическая обработка, создающая оптимальные жаропрочные свойства, может отрицательно сказываться на термоусталостных свойствах материала. Термическая обработка никелевого сплава, вызывающая выделение карбидов хрома по границам зерен и обеспечивающая высокие жаропрочные свойства, снижает число циклов до появления трещин при кратковременной термической усталости и увеличивает скорость их роста [21. Однако при испытаниях на термическую усталость с длительными выдержками при максимальных температурах цикла, когда имеется возможность развития процессов релаксации термических напряжений и ползучести от остаточных термических напряжений, термообработка позволяет получить более высокие свойства сплава. [c.152]

Как указано выше, устранение закалочных трещин происходит в том случае, если в образце действуют низкие напряжения или напряжения связаны с таким механизмом деформации, при котором происходит релаксация термических напряжений. Понизить термические напряжения можно также путем понижения разности температур при закалке. Поэтому, чтобы предотвратить возникновение закалочных трещин в сплавах Си — А1 — N1, целесообразно повысить температуру закалочной среды или повысить точку М , понизив содержание А1. Далее описываются результаты исследования деформационного поведения образцов, изготовленных при таких условиях, когда в них не образовывались закалочные трещины. [c.121]

В вакууме 10 мм рт. ст. в сечении проволоки не создавались значительные температурные градиенты. Этот вывод в совокупности с тем, что изменение остаточного давления в камере в пределах 0,1—10 мм рт. ст. мало сказывается на распределении температуры, позволяет заключить, что формоизменение при термоциклировании в слаборазреженной атмосфере не связано с релаксацией термических напряжений. Причиной формоизменения может явиться обезуглероживание в момент испытания однако само по себе оно не могло привести к таким большим размерным изменениям, ибо полное удаление углерода из стали 45, например, вызывает укорочение образца менее чем на 0,3 % (рис. 52). С перераспределением углерода не связано и формоизменение образцов во время термоциклирования в вакууме 10" мм рт. ст. после предварительного частичного обезуглероживания [32]. Учитывая зависимость температуры полиморфного превращения железа от содержания углерода в стали, следует заключить, что при наличии градиента концентрации углерода в сечении образца полиморфные превращения происходят неодновременно, как и в случае неравномерного нагрева, что может привести к необратимому изменению размеров проволоки. В проволоке из кипящей стали наличие химической неоднородности связано с предысторией, и термоциклирование ее в вакууме 10" мм рт. ст. вызывает не только укорочение [c.174]

Рассмотрим цикл с пилообразным изменением температуры, при котором ползучесть материала и обусловливаемая ею релаксация термических напряжений невелики. На рис. 5.7 показаны экспериментальные зависимости [c.164]

Термические напряжения могут вызвать пластическую деформацию и ползучесть, обычно отличающиеся от таких же процессов при действии механических напряжений более быстрым затуханием ввиду значительной релаксации термических напряжений. [c.211]

При диффузионной сварке в среде водорода твердого сплава типа ВК со сталями У8 и 45 через железный порошок ПЖ-2 (Т-= 1150 °С, / = 10 МПа, /= 5 мин) получены соединения с пределом прочности на изгиб (после закалки с применением воды) а зг = = 780...920 МПа при снижении пористости промежуточного слоя в пределах 9...40%. С точки зрения релаксации термических напряжений, возникающих в пористых слоях, оптимальное значение пористости составляет 12%. Изменение толщины слоя порошка в пределах 1. ..4 мм не оказывает существенного влияния на механические свойства соединения. [c.35]

Нагружение деталей термоциклическими нагрузками связано с релаксацией термических напряжений. Экспериментальные данные по циклической релаксации могут быть использованы как для проверки теорий расчета на циклическую ползучесть, так и для непосредственного изучения термоциклических характеристик материалов. На рис. 3.1 на примере жестко закрепленного по концам стержня показано, в какой степени может происходить уменьшение температурных напряжений при выдержке на максимальной температуре в цикле. [c.86]

Релаксация термических напряжений может достигать значительных величин, составляющих более половины исходного напряжения. С увеличением максимальной температуры цикла релаксация возрастает. Наибольшая. релаксация наблюдается в первом цикле, затем скорость релаксации уменьшается с каждым циклом 1[ к 8—15-му циклу стабилизируется. Начиная примерно с половины общей длительности до разрушения, релаксация усиливается и возрастает до разрушения. В этот период формируется начало разрушения и происходит постепенное накопление повреждений. [c.87]

Вопросы физики пластичности и прочности составляют один из фундаментальных разделов физического металловедения и физики твердого тела. Закономерности пластической деформации — одного из самых распространенных технологических способов производства изделий— представляют значительный практический интерес. Пластическая деформация как технологический способ обработки металлов используется для изменения формы изделий, а также структуры и соответственно свойств металла. Эти задачи часто решаются одновременно. Пластическая деформация в реальных условиях часто проявляется как непреднамеренный процесс, приводящий к релаксации напряжений, вызванных градиентом температур или сил трения, разностью коэффициентов термического расширения и удельных объемов фаз и др. [c.3]

Таким образом, дисперсное упрочнение по сравнению е другими механизмами упрочнения оказывается наиболее термически стабильным и наблюдается в некоторых случаях [220—222] вплоть до температуры 0,8Т пл- Это явление в первом приближении можно объяснить различием в уровне диффузионных потоков, необходимых для релаксации тех или иных препятствий. [c.94]

Между органической смолой и поверхностью гидрофобного материала, например графита, не обнаружено адгезионного взаимодействия. В этом случае вода не в состоянии участвовать в равновесном связывании компонентов на поверхности раздела и поэтому отсутствует возможность релаксации усадочных папряжений в материале. Это наиболее важно для жестких полимеров, поскольку из конструкционных материалов графит обладает наименьшим коэффициентом линейного расширения. Установлено, что уже до приложения внешней нагрузки жесткие полимеры, армированные углеродным волокном, содержат многочисленные трещины, возникшие между отдельными слоями из-за термических напряжений в материале в процессе охлаждения. [c.216]

Механизм адгезионного взаимодействия усложняется также из-за усадочных и термических напряжений, появляющихся вследствие различия коэффициентов термического линейного расширения полимера и наполнителя. Динамическое равновесие процесса образования и разрыва связей в присутствии воды определяет релаксацию напряжений на поверхности раздела на молекулярном уровне. Поэтому вода является необходимым ингредиентом при образовании адгезионной связи между жесткими полимерами и поверхностью минеральных веществ. Высокая адгезия сО Храняет-ся только до тех пор, пока гидролиз на поверхности раздела является обратимым процессом. [c.225]

Различие в поведении указанных сварных соединений можно предположительно объяснить различиями в химическом составе швов швы, выполненные электродами с рутиловым покрытием, содержат в 4—5 раз меньше кремния и имеют весьма мелкозернистую структуру. Пластичность ферритной составляюш,ей материала этих швов выше, что должно благоприятствовать релаксации остаточных напряжений. В некоторой мере может проявляться легирующее действие титана, который был в незначительном количестве обнаружен только в швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием. Действие отжига, в значительной степени снимающего остаточные напряжения и укрупняющего зерно (причем с ростом температуры увеличивался эффект), показывает преимущественную роль выравнивания структуры металла шва и зоны термического влияния. [c.224]

Рост ямок может начинаться или на границе раздела частица-матрица, или при разрушении частицы. В первом случае на фрактограммах в фокусе ямок наблюдается ложе от частицы, во втором —признаки хрупкого разрушения частицы. Например, в порошковом алюминиевом сплаве САС-1 после криогенной обработки в изломе наблюдалось большое количество хрупко разрушившихся частиц кремниевой фазы, что явилось следствием релаксации термических межфазпых напряжений [101], что привело к резкому уменьшению сечения образца и локальной пластической деформации матрицы. [c.35]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Релаксация термических напряжений неодинакова в различных циклах. Наиболее существенно уменьщение напряжений в первом цикле, что естественно, поскольку в этот период действует полная разность температур цикла Ai = imax—Возникающие пластические деформации ири высокой температуре являются следствием того, что при охлаждении до /щш в условиях жесткого нагружения в материале создаются остаточные напряжения другого знака. Во втором и последующих циклах часть температурной разности At расходуется на снятие этих остаточных напряжений, поэтому возникающие сжимающие напряжения меньше, чем в первом цикле. [c.105]

Циклическая релаксация термических напряжений, происходящая в течение выдержек образцов при = шах в закрепленном состоянии, происходит по экспоненциальному закону, однако с меньшей скоростью уменьшения напряжений, чем при одноцикловом нагружении. Поэтому величина эквивалентного напряжения за период выдержки в цикле оказывается большей, чем определенная по справочным кривым релаксации. В основном, уменьшение напряжений из-за релаксации, а следовательно, большая доля развивающихся дефомраций ползучести наблюдаются в первый период выдержки в цикле, что и определяет паи- [c.189]

Возрастание напряжений вследствие сокращения длины образцов при охлаждении происходит до температуры начала (->8-превращения, при которой происходит резкое снижение величины напряжений (рис. 4). Релаксация термических напряжений в железомарганцевых сплавах в интервале температур (->в-1тревра- [c.109]

Все разнообразие эксплуатационных режимов для упрощения анализа можно свести к двум основным типам циклов простой формы [57 ]. Первый режим (рис. 14, а) характеризуется периодами делительной выдержки Tj, в основном при максимальной температуре Тп,ах между последовательными циклами изменения температуры. В эти периоды происходит релаксация термических напряжений сг в условиях стесненной термической деформации е, поэтому такой режим называют циклом с релаксацией. Второй режим (рис. 14, б) характеризуется периодами т деформироваиия с постоянной нагрузкой, приложенной к образцу при наибольшей температуре между последовательными циклами изменения температуры, это—цикл с ползучестьк . [c.38]

Роль вакансий при формоизменении металлов изучал также Такамура [372]. Он подвергал отпуску закале.чную от разных температур золотую проволоку различного диаметра. В результате этого удавалось дифференцировать размерные изменения, которые обусловлены закалочными вакансиями и вакансиями, образующимися в результате релаксации термических напряжений. Полная концентрация вакансий в закаленных образцах [c.23]

Образование пор при отжиге наблюдалось и в системе Ni — NiiW [ 172 ], что является следствием различия парциальных коэффициентов диффузии вольфрама и компонентов матрицы. Рассмотренный механизм образования несплош-ностей при отжиге композиции вольфрама с нихромом лишен противоречий, присущих обсуждаемому в работе[1251 механизму, основанному на релаксации термических напряжений. [c.193]

Одной из причин необратимого изменения объема металлических сплавов является развитие пористости в результате растворно-осадительного механизма. Под действием его графитизироваиные сплавы при термоциклированин увеличиваются в объеме в два-три раза. Необходимым условием его проявления служит образовать пор при растворении графита и неполное заполнение их на низкотемпературной стадии цикла. Поры могут возникать и при растворении жидких избыточных фаз, однако большого накопления их вследствие чередования процессов растворения и выделения жидких включений не наблюдалось. Экспериментально обнаруженное увеличение объема при периодических нагревах сплавов в твердо-жидкую область обусловлено в основном оплавлением и затвердеванием, а также релаксацией термических напряжений к формированием газовых пор. [c.214]

Рис. 3.2. Кривые релаксации термических напряжений в цикле нагрев—охлаждение (а) жестко закрепленного стержня из сплава ХН77ТЮР и значения коэффициентов с1 и к в уравнении (3.1) (б) (длительность цикла 12 мин)

Анализ напряженного состояния поверхности охлаждаемых рабочих лопаток показал, что растягивающие суммарные напряжения, обусловленные действием центробежных сил и термическими напряжениями из-за неоднородности температурного поля, невелики. Вследствие этого наибольшую вероятность имеет разрушение покрытий в результате накапливающихся растягивающих деформаций, вызываемых при охлаждении термическими напряжениями из-за несоответствия КТР. Чтобы этого не происходило, должны соблюдаться условия КТР покрытия КТР сплава во всем температурном интервале ниже температуры хрупко-вязкого перехода в покрытии. В таком случае в них при охлаждении возникают неопасные сжимающие напряжения, не переходящие в растягивающие при нагревании. Если данное условие не может быть выполнено, необходимо, чтобы при температурах ншке температуры хрупко-вязкого перехода покрытие обладало запасом пластичности, достаточным для релаксации напряжений, обусловленных несоответствием 1ГГР. [c.186]

Хотя теория деформируемого слоя оказалась непригодной для композитов, армированных стекловолокном, из-за чувствительности каучукоподобных полимеров на поверхности стекла к действию воды, тем не менее она оказывается полезной при раосмотре-нии связи между жесткими полимерами и гидрофобным волокном, подобным графиту. Свойства композита, состоящего из графита и твердого полимера, ухудшаются в основном под действием термических напряжений, так как графит имеет очень низкий коэффициент линейного Теплового расширения. В данном случае невозможно гидролитическое равновесие на поверхности раздела, которое способствовало бы снятию напряжений по химическому механизму. В то же время благодаря наличию деформируемого слоя возможна меканиЧёскАя релаксация напряжений, так как связь органических. полимеров с графитом не чувствительна к воздействию воды. [c.38]

К числу важнейших характеристик крепежных материалов следует отнести их способность сопротивляться релаксации напряжений, высокую жаропрочность, высокую трещиностой-кость. Не менее важным также является обеспечение термической стабильности структуры и свойств материалов в условиях эксплуатации, в том числе отсутствие склонности к тепловому охрупчиванию. [c.41]

В настоящее время в качестве материалов для крепежных деталей турбин применяются стали 20ХМФБР (ЭП-44) и 20Х1М1Ф1ТР (ЭП-182). Поскольку долговечность металла крепежных деталей при длительных сроках службы, в условиях ползучести и релаксации напряжений при 540—565 °С определяется исходной термической обработкой, рассмотрим влияние режимов термической обработки на свойства применяемых сталей. [c.42]

Испытания-на релаксацию напряжений показали (рис, 1.20), что наибольшей релаксационной стойкостью обладают образцы, прошедшие термическую обработку по режиму нормализации с отпуском. Вместе с тем старение нивелирует эту разницу. После закалки и нормализации с последуюшим отпуском величина оставшегося напряжения за 10" ч в обоих случаях одинакова [c.43]

Для разрушения при термической усталости характерно множественное возникновение трещин, что объясняется локальностью действия термических напряжений и, главное, относительно быстрой их релаксацией. Если при механическом нагружении заданным усилием с ростом трещины возрастает напряжение и процесс развития разрушения ускоряется, то при термических напряжениях наличие даже больших перемещений приводит к снижению напряжений и к прекращению распространения трещины, которая лишь в редких случаях успевает пройти через все сечение. При повторном термическом воздейст-вин наибольшие напряжения возникают в других местах, что приводит к образованию новых трещин. При дальнейших испытаниях или эксплуатации, как правило, интенсивно развиваются лишь одна или две трещины, остальные растут очень медленно. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...