Микротрещина поверхностная

Состояние поверхности сказывается на прочности вследствие концентрации напряжений и остаточных напряжений во впадинах и проникновения в микротрещины поверхностно-активных веществ (эффект Ребиндера). [c.48]

При подаче напряжения на электроды начинается процесс растворения металла заготовки-анода. Растворение происходит главным образом на выступах микронеровностей поверхности вследствие более высокой плотности тока на их вершинах. Кроме того, впадины между микровыступами заполняются продуктами растворения оксидами или солями, имеющими пониженную электропроводимость, В результате избирательного растворения, т.е. большой скорости растворения выступов, микронеровности сглаживаются, и обрабатываемая поверхность приобретает металлический блеск. Электрополирование улучшает электрофизические характеристики деталей, так как уменьшается глубина микротрещин, поверхностный слой обрабатываемых поверхностей не деформируется, исключаются упрочнение и термические изменения структуры, повышается коррозионная стойкость. [c.448]

Помимо охлаждающе-смазывающего действия, активные молекулы жидкостей, проникая в микротрещины поверхностного слоя стружки или детали, адсорбируются на поверхностях трещины, оказывают расклинивающее действие и тем самым могут способствовать разрушению поверхности срезаемого слоя [64]. Подобное диспергирующее влияние жидкости может иметь место при снятии тонких стружек (а 0,2 мм) и на малых скоростях резания. [c.83]

Поверхностно-активные вещества также проникают в микротрещины поверхностного слоя шлифуемой детали и образуют там тончайшие (адсорбционные) пленки, оказывающие расклинивающее воздействие, в результате чего облегчается пластическая деформация срезаемого слоя металла. [c.72]

Микротрещины (поверхностные, подповерхностные, фрагментация покрытия) [c.22]

Упругопластическое деформирование металла приводит к возникновению в поверхностном слое заготовки остаточных напряжений, растяжения или сжатия. Напряжения растяжения снижают сопротивление усталости металла заготовки, так как приводят к по явлению микротрещин в поверхностном слое, развитие которых ускоряется действием корродирующей среды. Напряжения сжатия, напротив, повышают сопротивление усталости деталей. Неравномерная релаксация остаточных напряжений искажает геометрическую форму обработанных поверхностей, снижает точность их взаимного расположения и размеров. Релаксация напряжений, продолжающаяся в процессе эксплуатации машин, снижает их качество и надежность. [c.268]

Условно поверхностный слой обработанной заготовки можно разделить на три зоны (рис. 6.12, б) / — зона разрушенной структуры с измельченными зернами, резкими искажениями кристаллической решетки и большим количеством микротрещин ее следует обязательно удалять при каждой последующей обработке поверхности заготовки // — зона наклепанного металла III —основной металл, В зависимости от физико-механических свойств металла обрабатываемой заготовки и режима резания глубина наклепанного слоя составляет несколько миллиметров при черновой обработке и сотые и тысячные доли миллиметра при чистовой обработке. Пластичные металлы подвергаются большему упрочнению, чем твердые. [c.268]

Высокочастотный электроискровой метод применяют при обработке деталей из твердых сплавов, так как он исключает структурные изменения и образование микротрещин в поверхностном слое материала обрабатываемой заготовки. [c.404]

Благодаря обкатке упрочняются галтели, в опасном сечении уменьшается концентрация напряжений и развальцовываются поверхностные микротрещины, возникающие при обработке резанием. [c.386]

Шлифование на обычных режимах (скорость резания 30 — 50 м/с) вызывает серьезные повреждения поверхностного слоя. Наиболее частые дефекты шлифованных поверхностей — микротрещины и прижоги — резко снижают циклическую прочность. [c.318]

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей. Перекатывание тел качения по кольцам связано с образованием в поверхностных слоях контактирую- щих тел знакопеременных напряжений, которые после определенного числа циклов нагружений приводят к образованию начинающихся от поверхности микротрещин. Последние расклиниваются проникающим в них смазочным материалом, что приводит к выкрашиванию. Обычно выкрашивание [c.350]

Рассмотрим классический подход к связи прочности и поверхностной энергии для тела, имеющего дефект в виде микротрещины [63]. Рассмотрим твердое тело, а именно пластину единичной толщины, к которой приложено растягивающее напряжение р (в Шм ) (рис. 79). [c.126]

При напряжениях меньше предела выносливости в области IV (между напряжениями 0я и 0 на рис. 7) у пластичных материалов в поверхностных слоях наблюдаются локальные полосы скольжения и могут зарождаться микротрещины (нераспространяющиеся усталостные микро трещины), которые, однако, не достигают критической длины и с ростом числа циклов прекращают свое развитие, достигая линии БЕ. Ниже будут рассмотрены более детально процессы накопления усталостных повреждений в каждом из периодов и стадий в условиях циклического деформирования. [c.20]

Шероховатость поверхности. Шероховатость поверхности в значительной степени сказывается на величине преде.аа выносливости. Влияние поверхностной обработки связано в тем, что более грубая поверхность детали создает дополнительные места концентрации напряжений и, следовательно, возникают условия для появления микротрещин. На поверхности всегда имеют место дефекты, связанные с качеством ее механической обработки. Поэтому усталостные трещины в большинстве случаев начинаются с поверхности. [c.334]

Качественные различия в действии среды на фрикционные характеристики металлополимерных пар могут быть объяснены, как и для металлических пар, действием двух процессов, обусловленных эффектом П. А. Ребиндера. Этими процессами являются адсорбционное понижение прочности поверхностного слоя и одновременное диспергирующее действие поверхностно-активных веществ, а также интенсификация роста микротрещин. Одновременное протекание указанных процессов определяет механизм фрикционного поведения. Какой из процессов будет ведущим в изнашивании, зависит от напряженного состояния поверхностного слоя и степени взаимной растворимости полимера и смазки. [c.74]

Пограничный слой характеризуется большой пористостью, обусловленной наличием дефектов (микротрещин, вакансий, дислокаций, внедренных атомов). Сдвиг реализуется по ряду плоскостей скольжения, касательные напряжения на которых достигли предела текучести материала пограничного слоя. С увеличением плотности дислокаций в поверхностном слое сопротивление их скольжению увеличивается, что приводит к деформационному (а в случае трения к фрикционному) упрочнению. [c.87]

Чаще на свободной поверхности реального кристалла наблюдаются микротрещины. Они образуются из-за односторонней связи атомов и деформации ионов поверхностного монослоя, поскольку верхняя плоскость кристалла находится на более близком расстоянии от лежащей ниже плоскости, чем период решетки. Таким образом, вблизи свободной поверхности кристалла период решетки в нормальном и тангенциальном направлениях меньше, [c.35]

В действительности зародышами паровых пузырей являются пузырьки газа. Газ в пузырьках, как упругое тело, только сжимается под действием поверхностного натяжения, не исчезая (он не может конденсироваться), поэтому критического радиуса для газовых пузырьков не существует. Пар из перегретой жидкости образуется на поверхности газовых пузырей, радиус которых больше Rцp. Сильнее всего жидкость перегрета, естественно, около обогреваемой поверхности, поэтому там величина 7 кр минимальна. Пузырьки воздуха, застрявшие в микротрещинах и шероховатостях обогреваемой поверхности, радиус которых превышает Якр, в являются местами зарождения паровых пузырей — так называемыми центрами парообразования. [c.100]

Влияние шероховатости поверхности. С увеличением шероховатости поверхности детали предел выносливости понижается. При переменных напряжениях первичные усталостные микротрещины возникают обычно в поверхностном слое. Этому способствуют дефекты механической обработки (следы резца. [c.14]

Помимо охлаждающе-смазочного действия активные молекулы жидкостей, проникая в микротрещины поверхностного слоя материала, адсорбируютс.ч на поверхностях трещины, оказывают расклинивающее действие ( эффект Ребиндера ) и тем самым могут способствовать разрушению поверхности срезаемого слоя. Этот процесс существенно связан с кинетикой зарождения и развития разнообразных дефектов структуры, дислокационными конфигурациями, с микронеоднородностью пластического течени.я и другими процессами. Например, характерная особенность разрушения тугоплавких сплавов при контакте с адсорбционно-активными средами — распространение трещин происходит в основном гю границам зерен, а не по телу зерна. [c.55]

Однако реальные микротрещины (поверхностные и внутренние) в твердых телах, как показано П. А. Ребидцером [87], а затем Я. И. Фреикелем [88], имеют, в отличие от представлений Гриффитса, заостренные концы, у которых радиус кривизны контура М1икротрещи1н равен приблизительно нулю. [c.23]

В ряде случаев действие воды на полиэфирные связующие вызывает образование внутренних и внешних микротрещин. Поверхностное растрескивание связано с тем, что при гидролизе полиэфирной смолы может освобождаться часть свободных радикалов, захваченных при отверждении. При этом полимерная сетка приобретает некоторую гибкость. Дальнейшее дополнительное сшивание приводит к усадке и возникновению напряжений, которые и вызывают растрескивание. Внутренние трещины возникают в основном на границе раздела компонентов. В результате этого по истечении некоторой экспозиции в воде у полиэфирных стеклопластиков, в том числе на химически стойких связующих ПН-15 и ПН-16, можно отчетливо проследить структуру армирующего наполнителя. Причиной внутреннего растрескивания является растворение примесей. Возникающее при этом осмотическое давление оказывается достаточным для развития существующих субмикродефектов. [c.127]

Одной из положительных особенностей смазываюше-охлаждаюших жидкостей является то, что молекулы жидкости попадая в микротрещины поверхностного слоя обрабатываемой резанием заготовки, адсорбируются на поверхностях трещин и расклинивают их. Это приводит к уменьшению мощности резания (на 10-15%), резкому возрастанию стойкости режущего инструмента и улучшению качества обработанной поверхности изделия. [c.178]

Методы обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, т. е. способности металлических заготовок принимать остаточные деформации без нарушения целостности металла. Отделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхностного слоя, что очень важно для повышения надежности работы деталей. Детали станонится менее чувствительными к усталостному разрушению, новьипаются их коррозионная стойкость и износостойкость сопряжений, удаляются риски и микротрещины, оставшиеся от предшествующей обработки, В ходе обработки шаровидная форма кристаллов поверхности металла может измениться, кристаллы сплющиваются в направлении деформации, образуется упорядоченная структура волокнистого характера. Поверхность заготовки принимает требуемые форму и размеры в результате перераспределения элементарных объемов под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным. [c.385]

Рассмотрим, в каких случаях зарождение микронесплошно-сти на включениях приводит к образованию острой микротрещины, а в каких —поры. При зарождении микротреш,ины на включении, для того чтобы инициировать хрупкое разрушение матрицы, микротрещине нужно преодолеть межфазную границу между включением и матрицей, т. е. некоторый эффективный барьер, мерой которого является эффективная поверхностная энергия межфазной границы. В случае непрочных включений или непрочных связей матрица — включение (например, крупные включения сульфидов марганца MnS или глинозема АЬОз) зарождение микротрещины будет происходить при небольших пластических деформациях и малых скоплениях дислокаций у включений [см. уравнение (2.7)]. Движущей силой прорастания микротрещины по включению или по межфазной границе в основном является энергоемкость дислокационного скопления, так как вклад внешних напряжений при малой длине зародышевой трещины невелик [121]. Процесс зарождения микротрещины происходит за счет свала дислокаций в образующуюся несплошность. Поскольку в данном случае энергоемкость дислокационного скопления мала, то вполне вероятно, что зародышевая трещина не сможет преодолеть межфазную границу, притупится и превратится в пору. [c.110]

При этом принятые допущения имеют разумное физическое объяснение. Известно, что в поверхностных слоях металла зарождение скользяЩ Их дислокаций значительно облегчено по сравнению с глубинными слоями. Феноменологически это явление связано со снижением напряжения микротекучести материала в поверхностных слоях образца [1, 190]. В результате при весьма низких нагрузках может зародиться микротрещина, размер которой соответствует размеру поверхностного слоя [191]. В то же время при образовании трещины длиной 1° сопротивление пластическому деформированию в окрестности ее вершины увеличивается (деформирование происходит не у свободной поверхности) и дальнейший рост трещины возможен только при нагрузках, приводящих к обратимой пластической деформации материала (строго говоря, к процессам микротекучести) в объеме, большем чем размер зерна, т. е. при А/С > > AKth. [c.220]

Во-вторых, частицы металла, выходящие на поверхность, обладая только односторонними металлическими связями с нижележащим металлом, имеют повышенную активность и легко вступают в связи с частицами окружающей среды. На поверхности металла образуются прочные, неуда-лимые обычными механическими и химическими способами адсорбированные пленки пара, газа, влаги, масел и т. д. Проникая через микротрещины в глубь металла, адсорбированные пленки нарушают сплошность. металла и вызывают ослабление приповерхностного слоя. Большое влияние оказывает расклиниваюшее действие частиц поверхностно-активных веществ (например, активизированных смазочных масел), проникающих в микрощели на поверхности металла (эффект Ребиндера). При ширине щелей порядка сотых долей микрона развиваются давления в несколько сот и тысяч атмосфер, способствующие разрушению металла. [c.292]

В-третьих, следует отметить технологические факторы. Поверхностный слой всегда в большей или меньщей степени поврежден предшествующе обработкой. Механическая обработка представляет собой по существу процесс пластической деформации и разрушения металла, она сопровождается срезом зерен, выкрашиванием и вырывом отдельных зерен, появлением микротрещин и возникновением в поверхностном и приповерхностном слоях высоких остаточных напряжений разрыва, близких к пределу текучести материала. Тепловыделение при механической обработке вызывает частичную рекристаллизацию поверхностного слоя, а иногда сопровождается фазовыми и структурными превращениями. [c.292]

Грубая механическая обработка, вызывающая пластические сдвиги, надрывы и микротрещины в поверхностном слое, резко снижает предел выносливости, тонкая (полирование, суперфиниширование) — повышает. Это явление особенно резко выражено у деталей небольших размеров II слабее у крупных деталей. Последнее объясняется присущими крупным деталям неоднородностями структуры, действие которых пересиливает действие кшщентраторов, вызванных механической обработкой. [c.305]

Таким образом, процессы формирования зон переходного поверхностного слоя в процессе диссипации энергии нагружения в области вершины трещины протекают посредством структурных фазовых переходов второго рода (например, аморфизация материала у вершины трещины и образование структур предплавления). Фрактальная структура различных зон поверхностных переходных слоев подразумевает значительный разброс (флуктуации) по размерам дефектов в переходном слое. Поэтому вблизи вершины кончика трещины присутствуют микронесплошности и поры, способные в локальной области самостоятельно генерировать процесс достройки структуры поверхностного переходного слоя. В данном случае наблюдается опережающее образование микротрещин вблизи кончика генеральной трещины. [c.131]

Таким образом, происходит саиовоспроизводящипся (автокаталн-тический) процесс плюющиеся в материале несплошности и зародышевые микротрещины, содержащие в себе зачатки структуры поверхностных переходных слоев, накапливают в процессе диссипации энергии нагружения материала дефекты кристаллической структуры и достраивают таким образом структуру поверхностного переходного слоя. Окончание процесса формирования переходного слоя проявляется в качестве образования новой поверхности (трещины), а локальные напряжения в зоне формирования пере.ходно-го слоя трансформируются (диссипируют) в поверхностную энергию трещины. [c.316]

Гриффитсу микротрещины, которые могут играть роль концентраторов напряжений. Гриффитс описал хрупкое разрушение твердого тела как процесс превращения упругой энергии, сосредоточенной в объеме твердого тела при приложении нагрузки, в поверхностную энергию его частей, образовавшихся при разрушении, ему же принадлежит и метод расчета технической прочности твердых тел. Рассмотрим схему этого расчета. [c.138]

В процессе работы (рис. 3.47) на рабочей поверхности металлических катков, работаютцих в масле, создаются циклически изменяющиеся, пульсирующие напряжения, вызывающие усталостные явления в поверхностном слое материала. По мере накопления внутренних повреждений в металле на рабочих поверхностях катков появляются микротрещины, в которые нагнетается масло. В результате воздействия сил трения, возникающих на контактных площадках, большинство трещин оказывается ориентированными наклонно к рабочим поверхностям катков, причем трещины развиваются в направлении сил трения. [c.411]

Эта длина неустойчивой трещины при заданном напряжении а. Таким образом, по Гриффитсу прочность материала при хрупком разрушении определяется наличием уже существующих микротрещин. При известном распределении трещин в материале прочность его тем выше, чем выше его поверхностная энергия П. Проводилась экспериментальная проверка этой теории применительно к стеклу, которая состояла в определении прочности стекла в зависимости от длины искусственно создаваемых трещин. Было получено вполне удовлетворительное соответствие для такого хрупкого материала, как стекло. [c.74]

Атомы, расположенные на поверхности, с внешней стороны имеют свободные связи, и поэтому соприкосновение ювенильной металлической поверхности с окружающей средой при атмосферном давлении приводит к мгновенному образованию на ней мономолекулярного слоя. Физическое состояние поверхности трения твердого тела характеризуется наличием определенного состава поверхностных пленок и особенностями структуры поверхностных слоев. В реальных условиях на воздухе все микровыступы и микротрещины почти м1новенно, от сотых до тысячных долей секунды, покрываются оксидн1,1ми пленками а слоями адсорбированных молекул газов, воды и жирных веп еств. Обычно над ювенильной поверхностью находятся слои оксидов, прочно связанн ,1е с металлом. Эти пленки влияют как на деформационное упрочнение, так и на хрупкое разрушение, причем по-разному при различных температурах и степнях деформации, что часто не учитывается современными теориями. Совершенно очевидно влияние этих пленок на [c.58]

При вращении цилиндров под нагрузкой отдельные точки их поверхностей периодически нагружаются и разгружаются, а контактные напряжения в этих точках изменяются по прерывистому отнулево-му циклу (рис. 1.12, й). Каждая точка нагружается только в период прохождения зоны контакта и свободна от напряжений в остальное время оборота цилиндра. Длительное действие переменных контактных напряжений всегда вызывает усталость рабочих поверхгюстей деталей. В поверхностном слое возникают усталостные микротрещины. Если детали работают в масле , то оно проникает в трещины [c.28]

Поверхность адсорбирует пыль, газы и другие вещества, образующиеся в результате протекающих в ходе эксплуатации изоляции физико-химических процессов в окружающей диэлектрик среде. Сильно загрязняется поверхность электроизоляционных конструкций (высоковольтных вводов, изоляторов и др.), работающих в загрязненной атмосфере промышленных и приморских районов. Образовавшийся на поверхности слой загрязнений имеет здесь такое небольшое электрическое сопротивление, что значение поверхностного тока утечки достаточно для нагрева поверхности до температур, больших 373 К (100 °С). При таком нагреве происходит вскипание воды на поверхности. Если этот процесс происходит в условиях увлажнения дождем, то перепады температур приводят к образованию микротрещин и механическому разрушению приповерхностного слоя изоляции. Не исключена и возможность воздействия различных агрессивных продуктов на приборы радиоэлектроники и автоматики при их использовании для регулирования работы электрических машин и аппаратов в устройствах энергетики, наземного, воздушного и водного транспорта. Поэтому в конструкциях приборов предусматриваются герметизация узлов с развитой поверхностью электроизоляционных промежутков, защита их поверхности специальными несмачиваемыми, незагрязняющими герметиками. Настройка и ремонт приборов, требующие разгерметизации, должны выполняться при условии, когда исключено всякое загрязнение и увлажнение электроизоляционных деталей. Элек-трокерамические электроизоляционные конструкции покрываются специальными грязестойкими глазурями, широко используется защита их поверхности гидрофобными кремыийорганическими лаками и герметиками. Покрытие из кремнийорганических соединений применяют для защиты поверхности электроизоляционных конструкций, изготовленных из стекла. [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...