Деформация стадии процесса

Очевидно, что контролирующим параметром первой и второй стадий процесса повреждения (зарождение и стабильный рост микротрещин) является деформация, а третьей (нестабильное развитие микротрещин и их объединение) —максимальные нормальные напряжения. Следовательно, учет стадийности усталостного разрушения может быть, в частности, полезен при формулировке усталостного уравнения, учитывающего влияние максимальных напряжений. [c.137]

Основным признаком всех видов сварки давлением (контактная, диффузионная, холодная, трением и др.) является пластическая деформация металла в зоне контакта соединяемых деталей, необходимая для образования сварных соединений. При сварке происходит принудительное образование межатомных связей между кристаллическими решетками соединяемых деталей. Выделяют три основные стадии процесса образования сварного соединения при сварке давлением [c.105]

Удобно рассмотреть это применительно к трем основным типам текстурных изменений, которые возможны при отжиге деформированного текстурованного материала I) текстура деформации сохраняется при рекристаллиза-ционном отжиге 2) текстура деформации полностью или частично заменяется при рекристаллизации иной текстурой, состоящей из одной или нескольких компонент. Эта замена может происходить на разных стадиях рекристаллизации — первичной собирательной или вторичной. Часто текстура, возникающая на ранней стадии рекристаллизации, заменяется на более поздней стадии процесса новой текстурой 3) текстура деформации заменяется при рекристаллизации полностью или частично неупорядоченно ориентированными новыми зернами. Этот случай встречается реже двух первых. [c.408]

Во второй стадии процесса (II) пластическая деформация нарастает с постоянной скоростью - стадия установившейся ползучести (участок АВ) [c.101]

Третья стадия процесса (III) охватывает деформацию с нарастающей скоростью (участок ВС) - стадия разрушения. [c.101]

Повышение частоты УЗ-колебаний приводит к тому, что отмеченные стадии процесса разрушения наблюдаются при меньшем числе циклов нагружения. Тот же эффект дают другие изменения условий эксперимента, направленные на концентрацию УЗ-энер-гии в зоне максимальных деформаций, например фокусировка ультразвука, выполнение надреза, который огибает поверхностная волна. На рис. 9.24, б показаны кривые изменения амплитуды прошедшего сигнала поверхностной волны в зависимости от числа циклов нагружения образца с надрезом глубиной 1,025 мм. Вершина надреза имеет полукруглую форму радиусом 0,1 мм. В этом случае осцилляции возникают уже на стадии начального ослабления сигнала. [c.443]

Определяя работоспособность материала по данным стандартных статических испытаний, нельзя ограничиваться только характеристиками прочности и пластичности в условиях ползучести. Кроме этих величин необходимо располагать сведениями о закономерностях развития пластической деформации на разных этапах ползучести. Такую дополнительную информацию можно получить с помощью механического уравнения состояния и уравнений температурно-силовой зависимости характеристик жаропрочности, в которых отражена закономерность накопления деформации и повреждений на разных стадиях процесса. [c.81]

Математическая обработка первичных кривых ползучести показала, что на большом отрезке времени испытаний кривые аппроксимируются формулой = лг ехр(сг), где а, Ь, с — коэффициенты, определяемые статистической обработкой экспериментальных кривых по методу наименьших квадратов. Расхождения между расчетной и экспериментальной кривыми наблюдаются на заключительной стадии процесса с момента потери устойчивости течения или разрушения, точка начала расхождения кривых соответствует окончанию равномерной деформации ( а). [c.98]

При контактных давлениях, превышающих предел текучести исследуемого материала, периодический характер накопления пластической деформации, связанный с упрочнением и разрушением поверхностного слоя, -сохраняется в широком диапазоне условий трения. Начальная стадия процесса изнашивания связана с образованием микротрещин. По мере роста числа воздействий инден-тора число микротрещин увеличивается, в результате чего отделяются частицы износа. Микротрещины образуются тем быстрее, чем больше контактное давление. Таким образом, установлена общность механизма разрушения при трении в условиях пластического контакта и при объемной малоцикловой усталости. [c.8]

Из представленных на рис. 26 [110] результатов следует, что зависимость ширины дифракционных линий (110) и (220) a-Fe от числа воздействий индентора отражает два вида структурных изменений в процессе трения, которые характеризуются или кривыми с насыщением , или периодически изменяющимися кривыми. Сравнительная оценка характера изменения блоков и микронапряжений по данным рис. 26 показала, что изменение величины относительной упругой деформации решетки в процессе трения носит периодический характер, аналогичный пинии (220) a-Fe, в то время как величина блоков уменьшается на начальной стадии процесса, а затем стабилизируется одновременно со стабилизацией ширины линии (110) a-Fe при значениях тем меньших, чем больше нагрузка. [c.51]

На рис. 1 схематично изображены типичные кривые ползучести. В общем случае на кривой ползучести I можно выделить четыре характерных участка. Начальный участок отражает мгновенное удлинение, т. е. упругую деформацию при приложении нагрузки. Следующий участок соответствует первой (переходной) стадии или не-установившемуся режиму ползучести и характеризуется первоначально высокой, но затем монотонно уменьшающейся скоростью деформации. Затем следует вторая стадия, соответствующая установившейся ползучести, на которой скорость деформации относительно постоянна. Наконец, третья стадия представляет режим ускоренной ползучести и завершается разрушением системы. Иногда в литературе встречаются упоминания о четвертой и даже пятой стадиях процесса, однако, как будет показано ниже, эти высшие стадии ползучести представляют собой повторение предшествующих стадий, вызванное воздействием внешней среды. [c.10]

Анализ характера формообразования обсекаемого припуска и силовых особенностей обсечки показывает, что рассматриваемый процесс является переходным от резания к вырубке. С резанием его связывает характер пластических деформаций в зоне припуска на первых двух стадиях процесса, определяющий усилия обсечки, чистоту и качество обработанной поверхности и др., с вырубкой— третий этап обработки. Экспериментальные зависимо- [c.242]

Материалы с такой структурой обычно имеют большую деформацию в начальной стадии работы под нагрузкой, хотя скорость ползучести во второй стадии процесса для этих материалов бывает низкой. [c.211]

По результатам испытаний строят так называемые первичные кривые ползучести в координатах суммарная деформация — время (рие. 3-4,а), на которых отмечают участки, соответствующие трем стадиям процесса ползучести (кривая 1). [c.65]

I стадия процесса ползучести охватывает деформацию с убывающей скоростью — стадия неустановившейся ползучести. [c.181]

Возрастание прочности, наблюдаемое при повышении уровня перегрузок до известного предела, можно объяснить прогрессивным увеличением числа микрообъемов, подвергающихся пластической деформации, и увеличением интенсивности дисперсионного, упрочнения. На определенной стадии процесс упрочнения прекращается. Это наступает при таком уровне и частоте перемен напряжения, когда в материале возникают необратимые внутри- и межкристаллитньхе повреждения, нарушающие сплошность материала. [c.309]

Докритическая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую снособ-ность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузки, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее ( 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докритического роста трещины. [c.244]

Для испытания на ползучесть образец устанавливаит в захваты машины и помещают в печь, где поддерживается постоянная температура. К образцу прикладывается постоянная нагрузка. В течение всего времени испытания замеряется деформация образца вплоть до его полного разрушения По результатам испытаний строится кривая ползучести в координатах суммарная деформация - время , на которой отмечаются участки соответствующие трем стадиям процесса ползучести (рис. 50). [c.100]

В реальных условиях циклическому нагружению может предшествовать статическое с достаточно большой величиной пластической деформации (например, холодная гибка деталей в процессе изготовления конструкций). Поэтому представляло интерес рассмотреть влияние предварительной статической деформации на характер изменения картины микронеоднородной деформации в процессе циклического нагружения. Учитывая наличие резко выраженной микронеоднородной деформации, сопоставление особенностей про текания ее при статических и циклических нагружениях было выполнено на одних и тех же образцах. Для этого образец на первой стадии подвергали циклическому пульсирующему нагружению (5 = 0) с получением остаточной деформации 3 %, после чего тот же образец статически растягивали. У второго образца программа нагружения изменялась на первом этапе образец подвергали статиче- [c.31]

Вязкий разрыв происходит в результате зарождения и роста пор. Такие неоднородности, как включения, твердые частицы и перлитные участки в сталях, являются преимущественными местами зарождения пор и от них зависит наблюдаемая связь между пластичностью и микроструктурой. Процесс разрыва при растяжении можно разделить на три стадии а) возникновение пор, б) рост пор и в) слияние пор. Первая стадия процесса была рассмотрена в предыдущем разделе. Расширение и слияние полостей перед разрушением наблюдались во многих металлах, включая медные сплавы [72], алюминиевые сплавы [43] и стали [И, 71]. Вязкий разрыв приводит к волокнистой поверхности разрушения, характеризуемой ямками, геометрия которых зависит от вида деформации [9, 69]. Как показано на рис. 7, ямки часто содержат включение или осажденную фазу [71, 72, 34]. Размер пор связан со средними расстояниями между включениями [10] или с их размером [34], хотя с необходимостью не следует взаимнооднозначное соответствие между ними, так как в процессе разрушения не всегда все частицы разрушаются или разделяются. [c.73]

Клиновидные трещины образуются преимущественно в стыках трех зерен, развиваются вдоль одной из границ и связаны с заторможенным межзеренным проскальзыванием. Поперечные границы являются препятствием для распространения трещин, поэтому на начальной стадии процесса разрушения трещины распространяются от одного узла границы до другого. Чаще всего клиновидные трещины образуются при перегревах в паропере-гревательных трубах из стали 12Х18Н12Т, в перлитных сталях в местах затрудненной деформации — там, где имеется сочетание высокотемпературной малоцикловой усталости и ползучести, а [c.13]

По первичным кривым ползучести трудно установить как момент появления первых заметных дефектов, так и наступление критической стадии процесса разрушения (пределы допустимой поврежденности). Чтобы определить безопасный срок службы, можно использовать деформационные характеристики вместо показателей поврежденности, т. е. определять, какой предельно допустимой деформации соответствует безопасная работа материала. Оценить предельно допустимую деформацию можно также, ИС- Рис. 3.22. Зависимость числа пор от долго-пользуя механическое урав- вечности. Сталь 12Х1МФ [c.97]

Изменение свойств материала, длительно работающего при высокой температуре, является следствием диффузионных, дислокационных процессов [25]. Сопоставление кинетики изменения механических свойств с тонкой структурой на разных стадиях ползучести для сплавов на никельхромовой основе — ЖС6КП, ЖС6У и ВЖЛ12У позволило выделить три стадии процесса повреждаемости. За время испытания, равное примерно 30% долговечности, предел кратковременной прочности, определенной при температуре длительного испытания, практически не изменяется, с увеличением времени длительного испытания до 30— 50% достаточно резко понижается предел прочности, через 50— 70% времени дальнейшее его понижение существенно затормаживается. Сохранение прочности на уровне исходного значения означает наличие в тонкой структуре когерентной связи частиц упрочняющей фазы с матрицей, вследствие чего пластическая деформация, происходящая путем перерезания дислокациями этих частиц, приводит к образованию сложных сверхструктур-ных дефектов упаковки вычитания (внедрения). С потерей когерентной связи процесс разупрочнения интенсифицируется, в структуре наблюдается сращивание частиц У-фазы, наличие, большого количества свободных дислокаций. Затухание кривой разупрочнения с увеличением времени испытания в известной 6 83 [c.83]

Отличительной особенностью процесса сопротивления материалов малоцикловому нагружению является непостоянство с числом циклов и во времени диаграммьг деформирования. Следствием отмеченного оказывается перераспределение в общем случае напряжений и деформаций в процессе циклического нагружения за пределами упругости элемента конструкции. При этом возникает явление нестационарности условий деформирования даже при повторном нагружении конструкции постоянными нагрузками (механическими и термическими). С другой стороны, условия циклического деформирования за пределами упругости определяют величины циклических и односторонне накоп.ленных деформаций на стадии образования макротрещины и особенности достижения предельного состояния по разрушению. [c.5]

Таким образом установлено, что после предварительной холодной деформации последующее старение сталей ОХз ЗНЮШ и Х18Н10Т при повышенных температурах характеризуется проявлением двух стадий процесса, связанных с сегрегацией углерода и азота на дислокациях (в течение первого часа старения) и образованием частиц второй фазы (при выдержке до 5 ч). Дальнейшее старение свыше 1000 ч приводит к коагуляции и перераспределению дисперсных частиц уровень стабилизации структурного состояния при этом существенно не меняется. [c.66]

Таким образом, проведенное исследование показало, что наиболее чувствительными характеристиками к изменению структурного состояния изученных сталей в процессе деформационного старения являются уровень микроискажений кристаллической решетки матрицы и геометрические параметры выделившихся частиц второй фазы. Влияние предварительной холодной пластической деформации растяжением в исследованных режимах на механизм деформационного старения стали 0Х18Н10Ш обнаруживается в появлении двух стадий процесса, связанных с сегрегацией углерода и азота на дислокациях (в течение первого часа изотермической выдержки) и образованием частиц второй фазы (при выдержке до 3 ч). Дальнейшее старение до 1000 ч приводит к коагуляции и перераспределению дисперсных частиц уровень стабилизации структурного состояния материала при этом существенно не меняется. [c.204]

Влияние характера движения индентора. При возвратно-поступательном движении индентора сохраняется периодический характер накопления пластической деформации (рис. 45), но но сравнению с аналогичными условиями трения при движении индентора в одном направлении [116]J наблюдаются некоторые отличия. Увеличение ширины дифракционных линий (110) и (220) a-Fe на начальной стадии процесса в первом случае происходит медленнее, чем во втором. Число циклов до разрушения по результатам рентгеновского анализа составляет 11, по результатам измерения микротвердости — 13, т. е. практически равно его значению нри движении индентора в одном направлении в аналогичных условиях трения. Однако процесс нарушения сплошности развивается более интенсивно. Об этом свидетельствует более полное снятие мик-ронанряжений при установившемся значении величины блоков и вид поверхности образца, свидетельствующий о том, что разрушение охватывает значительный объем [116]. Определение интенсивности износа показало, что при возвратно-поступательном движении индентора отделение частиц износа происходит раньше, чем при движении индентора в одном направлении. Такое расхождение между закономерностями структурныхГизменений и разрушением поверхностного слоя стали 45 обусловлено тем, что при возвратно-поступательном движении индентора большое значение приобретают процессы разрушения, связанные с возникновением вакансий и ростом их плотности [117], что не влияет на ширину дифракционных линий, связанную только с плотностью дислокаций. [c.67]

Исследование закономерностей структурныхГизменений поверхностного слоя стали 45, испытанной на модели фрикционного контакта в интервале контактных давлений Oj < < НВ, выявило периодический характер накопления пластической деформации. Такой характер зависимости свидетельствует о периодическом упрочнении и разрушении поверхностного слоя путем образования микротреш,ин. По мере роста числа воздействий индентора количество микротрещин увеличивается, приводя в дальнейшем к отделению частиц износа. Из полученных результатов следует, что разрушение происходит при небольшом (единицы и десятки) числе воздействий индентора в условиях малоцикловой усталости. Как уже отмечалось, при циклической деформации все стадии процесса разрушения (пластическая, нластически-деструкцион-пая и стадия образования магистральной трещины) наглядно проявляются при построении зависимости типа (см. рис. 16). [c.67]

При трении число воздействий индентора пропорционально суммарной деформации, поэтому изменение ширины дифракционных линий от числа воздействий индентора можно представить в координатах (рис. 46). Как и в условиях объемной малоцикловой усталости, при трении изменение ширины дифракционных линий носит трехстадийный характер. Участок АВ характеризует пластическую стадию процесса. На этой стадии происходит упрочнение материала, интенсивный рост микронапряжений и дробление блоков, в результате чего ширина линии (220) a-Fe увеличивается. Участок S — стадияпластически-деструкционная, вовремя которой возможно нарушение сплошности в отдельных микрообъемах, что замедляет рост ширины линии. Стадия D — полностью деструкционная. На этой стадии в результате образования микротреш ин происходит релаксация микронапряжений, уменьшение плотности дислокаций, а соответственно и ширины линии. В дальнейшем процесс упрочнения и разрушения иериодически повторяется, однако чисто пластическая компонента (участок D Е) выражена уже не так сильно, как на начальном этапе деформирования, процесс развивается уже в наклепанном слое. Таким образом, и при трении, и при объемном циклическом деформирования наблюдается общий, трехстадийный характер изменения материала в процессе разрушения, однако в нервом случае стадия образования магистральной трещины отсутствует. Это обусловлено тем, что при трении изменение и разрушение локализуются в тонком поверхностном слое, в микрообъемах, которые подвергаются непрерывному воздействию со стороны контртела. При объемном циклическом деформировании внешнее воздействие прикладывается ко всему образцу в целом, в этом случае возможно развитие разрушения за счет локализации его в более слабом сечении. [c.68]

В процессе ползучести число следов скольжения, выходящих на поверхность полированного образца, испытываемого в вакууме, сначала увеличивается, а затем остается постоянным. Время, в течение которого происходит увеличение числа следов скольжения, соответствует первой стадии процесса ползучести, когда деформация протекает с убывающей скоростью. На стадии установившейся толзучести число полос скольжения остается неизменным [Л. 60]. Образование следов скольжения и упрочнение обусловлены одним и тем же процессом перемещения дислокаций и взаимодействия их между собой и с препятствиями. В окрестности пачки плоскостей скольжения металл упрочняется, и образование новых плоскостей скольжения затруднено. Более высокому уровню напряжений соответствует более высокая плотность следов скольжения на стадии установившейся ползучести. [c.71]

Таким образом, рост величины полной циклической пластической деформации на стадии процесса деформирования происходит в основном за счет наличия и прогрессирующего развития деформации ползучести х в процессе выдержек, кинетика которой показана на рис. 4.10, з. По своему характеру она практически повторяет кинетику б< ), проявляя на начальной стадии некоторое уменьшение своей величины с последующим ее возрастанием вплоть до разрушения. Это относится как к полуциклам растяжения, так и к полуциклам сжатия. В последнем случае деформация ползучести (при сжимающей нагрузке) повторяет характер своего развития в смежных полуциклах растяжения, а по величине на низких уровнях амплитуд напряжений также близка к ней, в то время как при высоких уровнях Оа оказывается несколько меньшей (штриховая линия на рис. 4.10, г). Односторонне накопленная деформация в начальный период упрочнения материала в рассматриваемых условиях остается на уровне накопления в первом цикле (рис. 4.10, б), а с началом периода разупрочнения, т. е. с прогрессирующим увеличением циклической пластической деформации б наблюдается и рост Это обстояте.льство в значительной степени связано с увеличением к данному моменту влияния наличия деформации ползучести в процессе выдержек [c.77]

Таким образом, анализируя рассмотренные выше экспериментальные данные по малоцикловому деформированию при мягком режиме нагружения с временными выдержками на экстремумах нагрузки (см. рис. 4.8—4.10), можно видеть, что как температура испытаний, так и форма цикла накладывают свои особенности на кинетику деформаций в этих условиях. В общем случае для комнатной и умеренных температур кинетика ширины петли пластического гистерезиса и односторонне накопленной в циклах деформации ё > описывается зависимостями (2.10) и (2.18). Причем для циклически упрочняющихся материалов в двойных логарифмических координатах, что соответствует степенному виду кинетической функции, они представляют собой прямые ниспадающие линии (рис. 2.3, в), а для циклически разупрочняющихся материалов в полулогарифмических координатах — прямые восходящие линии (рис. 2.3, а), отвечающие экспоненциальному виду этих зависимостей. Как показывают приведенные выше экспериментальные данные для высоких температур и сложной формы цикла нагружения, в этих условиях наблюдается более сложный характер поведения деформационных характеристик. Так, уже при 450 С сталь Х18Н10Т обнаруживает в исходных циклах некоторое упрочнение, переходящее затем на основной стадии процесса деформирования в циклическое разупрочнение, причем это характерно как для нагружения с треугольной, так и с трапецеидальной формами цикла. Если при t = 450° С степень разупрочнения еще невелика, то с повышением температуры до 650° С, когда начинается интенсивное проявление в материале температурно-временных эффектов, кинетика деформаций становится ярко выраженной и в существенной степени зависящей от времени, формы цикла и уровня нагружения. Указанные обстоятельства не учитываются зависимостями (2.10), (2.18) и для их описания было предложено [13] связать параметры этих уравнений с механическими свойствами материалов, а последние рассматривать зависящими от температуры и времени нагружения. [c.79]

Проблема термоцпклической прочности является комплексной проблемой, включающей в себя три основных вопроса. Первый вопрос заключается в разработке уравнений состояния, способных с удовлетворяющей инженерную практику точностью описать кинетику напряженно-деформированного состояния, процессы пластичности и ползучести при переменных нагрузках и температурах. Уравнения состояния должны включать параметры, характеризующие процесс накопления повреждений и разрушения материала. Второй вопрос заключается в выборе физически обоснованной меры повреждаемости материала, характеризующей кинетику разрушения материала на различных стадиях процесса деформирования, и разработке соответствующих кинетических уравнений, устанавливающих связь между указанной мерой и параметрами процесса. Третьим вопросом является формулировка соответствующих гипотез, связывающих кинетику процесса деформирования и накопления повреждений с типом разрушения, и критериев разрушения, связывающих параметры напряженно-деформированного состояния и меры повреждаемости для критических состояний материала. При решении указанных трех проблем должна учитываться существенная нестационарность нагрун<ения н нагрева Б условиях малоциклового термоусталостного разрушения, а формулировка соответствующих уравнений и критериев должна опираться на современные представления физики твердого тела о микро- и субмикроскопическом механизмах пластических деформаций и накопления повреждений в материале [42—64 . [c.141]

Металл в своем строении имеет микроскопические и субмикроскопи-ческие неоднородности. По природе металл (в данном случае образец) представляет собой поликристаллический конгломерат, состоящий из упругих и упруго-пластических деформирующихся элементов. Процессы пластической деформации, упрочнения и разупрочнения протекают в объемах неравномерно напряженного (упомянутого выше) конгломерата. Разрушение зарождается в зонах, где вероятность сочетания наибольшего повышения напряжений и снижения прочности наиболее высокая [2, 120, 144]. Совершенно очевидна статистическая природа возникновения начальных стадий процесса развития и завершающих стадий усталостных разрушений. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...