Ползучесть ориентации

Заметим, что уравнения для изотропного материала легко получаются из приведенных выше. Если свойства материала не зависят от ориентации осей координат, то преобразования (34), конечно, не нужны. Пусть при одноосном нагружении функция ползучести D — D t) и коэффициент Пуассона v — v (0 тогда [c.114]

Боропластик, использованный для изготовления обшивок, имел перекрестную структуру армирования типа 0/ 45/90°, число слоев изменялось от 30 до 116. В каждом обшивочном листе содержалось не менее двух слоев с ориентацией 90° с тем, чтобы противостоять давлению топлива, исключить потерю устойчивости при сжатии и обеспечить малую ползучесть при нагружении при температуре 176° С. Выполняемые внахлестку ступенчатые соединения на внутренних концах проектировались так, чтобы нагрузка воспринималась осью вращения. Это предпринималось с целью смещения разрушения в испытуемую секцию и, следовательно, создания дополнительного запаса безопасности при проведении испытаний. Каждый внутренний облицовочный лист внутренней нервюры был усилен дополнительными слоями для повышения несущей способности. Зоны усиления технологических отверстий в титановых элементах конструкции также крепились к обшивочным листам с помощью ступенчатых соединений. Для того чтобы обеспечить высокое качество изготовления обшивочных листов, каждый слой препрега сначала выкладывался и раскраивался на шаблоне из пленки Майлар, затем в должной последовательности производилась сборка пакета препрегов и титановых прокладок в местах соединений, после чего производилось отверждение полученной заготовки. [c.148]

Металлографическим исследованием разрушенного диска установлено, что микроструктура диска представляет собой сорбит отпуска как игольчатой ориентации, так и бесструктурной, т.е. имеет структуру, обычную для исходного состояния диска. При электронно-микроскопическом исследовании выявлена начальная стадия процессов возврата и рекристаллизации с появлением зародышей рекристаллизации, образовавшихся в результате коалесценции субзерен внутри бейнитных пластин и миграции субграниц. Таким образом, наблюдение структуры стали в просвечивающий электронный микроскоп показывает, что в металле протекали процессы, характерные для высокотемпературной ползучести. [c.46]

С в вакууме при напряжении 4—0,5 кгс/мм [26, 34, 49, 50—52, 69, 105, 138, 176—178]. Кривые ползучести монокристаллов молибдена разных ориентаций меют все три стадии ползучести вплоть до температуры испытания 2000° С (рис. 4.7) и подобны кривым ползучести металлов с г. ц. к.-ре-шеткой [29]. Этот характер кривых ползучести монокристаллов существенно отличается от поведения поликристаллического молибдена, у которого уже при 1800° С отсутствует стадия уп- [c.91]

Рис.15.21. Характер ползучести монокристаллов в зависимости от их главной кристаллографической ориентации при 1093 °С и 138 МПа [9]

В 1960-х и 70-х гг. появились первые работы [1, 2], показавшие, что можно свести к минимуму напряжения, действующие на слабые границы зерен при повышенных температурах, если выстроить эти границы параллельно оси главного действующего напряжения тем самым можно затормозить зарождение разрушения и увеличить долговечность сплавов в условиях ползучести. Обычно процесс направленной кристаллизации используют для того, чтобы сориентировать границы зерен параллельно направлению кристаллизации. В результате формируется микроструктура, состоящая из столбчатых зерен, и все они параллельны направлению кристаллизации (как в стойке для тростей). У каждого из этих зерен низкомодульное направление <001> ориентировано параллельно оси зерна, но в пределах зоны <001> кристаллографические направления могут меняться как угодно. Путем небольшого изменения процесс направленной кристаллизации приспособлен для получения монокристаллических изделий, вообще не содержащих границы зерен [3—5]. При таком состоянии суперсплавов их низкомодульная кристаллографическая ориентировка <001> также параллельна направлению кристаллизации, а вторичная ориентация в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллизации, носит случайный характер. Если пользоваться затравками, возможны другие главные и вторичные ориентировки. Три вида кристаллизации — при обычном литье, при получении структуры столбчатых зерен и выращивании монокристалла — представлены на рис. 7.1 тремя турбинными лопатками, которые были подвергнуты макротравлению. [c.240]

За предел ползучести в теплотехнике принимают напряжение, которое вызывает остаточную деформацию в 1% за 100 000 ч эксплуатации. Существует несколько теорий, объясняющих причины ползучести металлов. Хорошее совпадение с эксперимента ми дает теория наклепа и рекристаллизации. В нагруженном поликристаллическом металле вследствие различной ориентации зерен по отношению к действующим напряжениям возникает значительная перегрузка одних зерен и недогрузка других. В пе- [c.181]

Тр /- горячие (кристаллизационные) Тр И-холодные Тр ///-термические (повторного нагрева) Тр [V- ползучести в разупрочненном металле) а - ориентация трещин типов 1 -IV (см. табл. 2.1) б - температурные области провала пластичности металла в температурном интервале хрупкости [c.86]

В последнее время, несмотря на некоторые различия в определении состояния металла рассматриваемым методом, наметилась тенденция в унификации зарубежных оценок поврежденности металла, при этом основными показателями установлены плотность пор ползучести (1/мм ), их ориентация, размер пор и микро- и макротрещин дополнительным параметром служит микроструктура. [c.159]

Изменение параметров соединений и их разрушения за счет ползучести требует отдельного обсуждения. В соединениях адгезионного типа ползучесть является функцией температуры и времени приложения нагрузки. Кроме того, вклад в ползучесть вносят конфигурация соединения, уровень напряжений, тип адгезива, ориентация соединяемых композиционных материалов. [c.396]

Другой эффект ориентации проявляется в изменении коэффициента Пуассона, который может быть оценен в зависимости от времени при одновременном рассмотрении результатов экспериментов по ползучести при растяжении и кручении. Коэффициент Пуассона жестких неориентированных полимеров остается практически постоянным или несколько возрастает во времени. Однако ориентация может резко изменить положение [181]. Поведение анизотропных материалов фактически характеризуется несколькими значениями коэффициента Пуассона. Так, его величина, найденная при нагружении вдоль оси ориентации, должна быть больше, чем для неориентированного полимера, однако это наблюдается не во всех случаях, в частности, для кристаллических полимеров типа ПЭ это не выполняется [179]. [c.81]

Полимер содержит наполнит ель в виде коротких ориентированных волокон. Как будет отличаться его ползучесть при нагрузке в направлении вдоль и поперек оси ориентации волокон [c.257]

Полимер содержит наполнитель в форме коротких ориентированных волокон. Как будет различаться ползучесть такой композиции при нагружении в направлении вдоль и перпендикулярно оси ориентации волокон Чему должно быть равно отношение ползучести в двух направлениях в любой момент времени, если отношение Lid — 10 [c.290]

В труде Я- Б. Фридмана Механические свойства металлов [46] описывается много и других неопределенностей, в том числе в характеристике предела ползучести Пределом ползучести считается то постоянное напряжение, которое вызывает за определенное время при постоянной температуре деформацию заданной величины (например, 1 % за 100 часов или 1% за 100 000 часов) или определенную скорость деформации в течение заданного промежутка времени (например, 10 2% в час, или 10 % в час). До сих пор не ясно, существ(ует ли абсолютный предел ползучести (напряжение, ниже которого нет пластической деформации при длительном напряжении при повышенных температурах). Ввиду стремления к максимальной экономии веса и размеров деталей, работающих при повышенных температурах, большей частью нецелесообразно ориентироваться на чрезмерно низкие напряжения . Для ориентации воспользуемся данными, приведенными в курсе сопротивления материалов Н. М. Беляева. [c.97]

Известно, что ползучесть полиэтилена в конечном счете приводит к разрушению образца. В зависимости от величины напряжения разрушение полиэтилена носит пластический или хрупкий характер. При больших деформациях наблюдается ориентация макромолекул в направлении силового поля. [c.158]

Наиболее заметная структурная особенность контролируемой возвратом высокотемпературной ползучести металлов, керамики и минералов состоит во фрагментации кристаллов на субзерна . Субзерна — это блоки с постоянной кристаллической ориентацией, разделенные стенками дислокаций и содержащие мало дислокаций [ 188, 238, 395]. Разориентация между соседними субзернами может изменяться от нескольких угловых секунд для свободных стенок дислокаций до 10° (см. 2.4.2). Существует иерархия масштабов субзерен. Каждое субзерно обычно бывает разделено на меньшие субзерна с меньшей разориентацией. Это явление известно под названием полигонизация в процессе ползучести. [c.190]

Поляризованный свет можно также использовать в опытах на отражение для изучения непрозрачных металлов, таких, как алюминий или магний, если нанести на них прозрачное покрытие, обладающее, двойным лучепреломлением [183]. Субзерна можно увидеть по ориентации контрастирующих деталей на рентгеновской топограмме. В кристаллах с электронной проводимостью субструктуры ползучести хорошо обнаруживаются на снимках, сделанных при помощи сканирующего электронно- [c.192]

Опубликованные результаты измерения скорости ползучести в зависимости от среднего размера зерен при дислокационной ползучести сильно различаются, а многие противоречивы [107]. В некоторых работах указывается, что скорость установившейся ползучести с возрастанием среднего размера зерен падает В других установлено, что скорость ползучести зависит от среднего размера зерен d немонотонно с возрастанием d сначала уменьшается, достигает минимума, а затем опять возрастает [108]. Опубликованные данные не позволяют уверенно сделать вывод, влияют ли на скорость ползучести изменения структуры, являющиеся следствием разных обработок, использованных для получения разных размеров зерен [107]. При изменении среднего размера зерен могут измениться а) тип и степень преимущественной ориентации (текстуры), б) распределение примесей, в) геометрия и регулярность границ зерен, г) плотность и распределение дислокаций. [c.63]

Композиционххые материалы, кроме того, неоднородны. Р1зде-лие имеет различный состав в различных направлениях в преде лах слоя или по толщиххе. В связи с этим при классическом подходе к оценке возможностей усталости, ползучести и роста трещин необходимо принимать во внимание различные элементы материала (волокна и матрицу), ориентацию волокон ио отношению к нагрузке и их взаимодействие. Даже статическая прочность может изменяться под влиянием последовательности укладки слоев, т. е. порядка, в котором идентичные слои укладываются по толщине. [c.95]

На рис. 29 дано изменение длительной прочности за 100 ч в функции ориентации волокон. Разрушение однонаправленных образцов в направлении 0° при испытании на длительную прочность появлялось на второй стадии ползучести, довольно продолжительной, третья стадия ускорения отсутствовала. Из-за отсутствия данных по ползучести волокон бора в данный момент нельзя решить, какие именно параметры влияют на вторую стадию ползучести и долговечность композита. В [66] предполагается, что вторая стадия ползучести композита определяется ползучестью волокон, и подтверждается это предположение результатами работы [42] (см. рис. 6), полученными при температуре (538 °С), более высокой, чем используемая в [66] (316 и 204 °С). [c.307]

Для кратковременных испытаний при постоянной температуре скорость ползучести лропорциональна квадрату приложенного напряжения для обоих направлений ориентации образцов. При постоянном напряжении скорость ползучести непрерывно возрастает с повышением температуры и не имеет минимального значения, соответствующего максимуму на кривой предела прочности при растяжении. Для одной из партий графита, испытанного при 2650° С, было обнаружено, что предварительный нагрев образцов до температуры, превышающей температуру испытания, снижает скорость ползучести при постоянном напряжении. [c.67]

Вакансионные скопления (кластеры), которые несут ответственность за объемн ые изменения в металлах, обычно образуются в определенных кристаллографических плоскостях. Когда кристаллическая структура анизотропна или в процессе производства ей придана преимущественная ориентация, облучение может привести к преимущественному изменению одного из линейных размеров. Можно, например, предсказать, что трубы высокого давления в тяжеловодном реакторе будут удлиняться в процессе эксплуатации, а также могут значительно прогнуться из-за наличия поперечного градиента нейтронного потока. Так как это связано с низким пределом ползучести, радиационный рост такого рода довольно ограничен, что было отмечено для циркал-лоя-2. Трубы высокого давления, изготовленные из сплавов с более высоким сопротивлением ползучести, таких, как цирконий-ниобиевые сплавы, значительно увеличились в длину под облучением. [c.96]

Сложное нагружение. Для решения задач термопластичности и ползучести при непростом нагружении крупногабаритных деталей турбин ТЭС н АЭС, содержащих конструктивные концентраторы напряжений, разработан алгоритм теории течения с анизотропным упрочнением, отличающийся тем, что обычные ограничения на размер шага в итеращ10ином процессе значительно ослаблены. Это достигается при определенных ограничениях, накладываемых на ход зависимостей, описывающих сложный путь нагружения [19]. В расчетах принимают, что эти зависимости аппроксимируются по этапам непростого монотонного нагружения, при котором для любой точки тела главные оси дапряжений могут в процессе нагружения изменять свою ориентацию произвольным образом. При этом каждая компонента девиатора деформаций изменяется по линейной зависимости от одного параметра, но на коэффициенты этих зависимостей ограничений не накладывается. Каждая компонента девиатора изменяется независимо от другой и, следовательно, их отношения изменяются без каких-либо специальных ограничений. При монотонном нагружении в отличие от простого предшествующий этап Багружения не определяет направление движения на последующем этапе. Постулированное для монотонного нагружения линейное движение изображающей точки в пространстве De не предопределяет линейного движения в пространстве девиаторов напряжений D . Характер движений этой точки в пространстве Dg определен соответствующими аналитическими выражениями. [c.41]

НОИ температуре характеризуется пределом ползучести — напряжением, вызывающим остаточную де( )ор-мацию (обычно 0,2 %) после определенной длительности нагружения. Ползучесть сопровождается межзе-реннымй перемещениями, поворотом мозаичных блоков, а также дроблением более крупных зерен на большое число мелких с самостоятельной ориентацией (полигонизация). Разрушения, связанные с длительной прочностью, обычно происходят по границам зерен, что отличает их от усталостных изломов, пересекающих зерна. Пределом длительной прочности [c.166]

О систематических исследованиях первичной стадии ползучести аустенитных сплавов сообщения отсутствуют. Но есть сведения об исследовании механизмов ползучести монокристаллов сплава MAR-M 200 при 760 °С [58]. Величина и скорость деформации на этой стадии проявляли заметную чувствительность к ориентации. Скольжение шло по плоскостям ill , но при этом обнаружили несколько векторов Бюр-герса. В частности, возникали дислокации а/2) <112>, которые затем диссоциировали на две частичных (д/З) <112> и две частичных (а/б) <112>. Вслед за этим частицы г -фазы [c.116]

Рис.9.12. Влияние кристаллографической ориентации на ползучесть (зависимость "деформация С — время г") монокристаллических образцов суперсплавов (по данным R.P.Delal и др. [29])

Субструктура может образоваться, например, в процессе ползучести в результате процесса полигонизации, при нагреве пластически деформированного металла или в результате полиморфного превращения. Рост субзерен без изменения их ориентации в пределах зерна определяет сущность процесса рекристаллизация на месте (in situ), что приводит к увеличению плотности дислокаций в субграницах и приближению их к устойчивым среднеугловым. Образование дислокационных структур границ (дислокационных стенок) при нагреве связано, как указывалось ранее, с уменьшением упругой энергии. Образование субграниц при пластической деформации в результате перестройки дислокаций в полосах скольжения (путем поперечного скольжения или переползания) также приводит к уменьшению энергии. Этот процесс образования субструктуры в результате пластической деформации наблюдается в неталлах с большой энергией дефекта упа.ковк и (т. е. в условиях, когда облегчается перестройка дислокации). [c.80]

Бориды — твердые тугоплавкие частицы типа Ме Вг (например, (Моо siTio 1зСго 44)зВг), наблюдаются только по границам зерен и могут расти от границы в глубь зер на Располагаясь в местах сочленения решеток разной ориентации, увеличивают сопротивление деформации ползучести [c.329]

Если сравнивать механические и эксплуатационные свойства КМ с титановой матрицей и свойства традиционных титановых сплавов, то по ряду параметров КМ существенно их превосходят. КМ имеют повышенную жесткость, высокое сопротивление ползучести и усталостному разрушению, а также обладают износостойкостью. На рис. 3.4 сопоставлены экспериментальные результаты и данные теоретических расчетов разных авторов [9]. Исследование свойств при испытаниях на растяжение показало, что модуль Юнга возрастает с увеличением объемной доли упрочняющей фазы. Подход Эшелби (Eshelby), основанный на соотношении Эшелби (Eshelby), подтверждается данными исследований ком-материалов, полученных методами порошковой металлур-, в которых TiB имеет случайную ориентацию. Правило смесей ра- [c.201]

В [6] дополнительного списка литературы приводятся также данные об улучшении некоторых других свойств термопластов при их наполнении. В табл. 1.2 перечислено большинство технически важных термопластов с указанием типичных наполнителей и свойств, которые улучшаются при наполнении. Полиамид 66 является хорошим примером термопласта, практически все свойства которого улучшаются при введении 20—40% стеклянного волокна. Особенно резко возрастают модуль упругости, прочность при растяжении, твердость, устойчивость к ползучести, теплостойкость при изгибе. Термический коэффициент линейного расширения также уменьшается, причем особенно резко в направлении ориентации волокон и становится соизмерим с соответствующими коэффициентами для меди, алюминия, цинка, бронзы и т. п. (В [7] дополнительного списка литературы приведены данные о всех свойствах наполненного и ненаполненного стеклянным волокном полиамида 66). Наполнение полиамидов 30—40% стеклянных микросфер в 8 раз повышает их прочность при сжатии при одновременном возрастании модуля упругости и прочности при растяжении. Эти материалы обладают лучшими технологическими свойствами по сравнению с полиамидами, наполненными стеклянным волокном. Кроме того стеклосферы не разрушаются в процессе переработки. На другие термопласты, такие как полистирол, сополимеры стирола и акри-лонитрила, поликарбонат наполнители оказывают менее упрочняющее влияние по сравнению с полиамидами. [c.26]

Ползучесть и релаксация напряжения жестких полимеров обычно значительно меньше в направлении, параллельном оси однонаправленной ориентации, чем в перпендикулярном направлении [176—180]. По крайней мере частично уменьшение ползучести при этом объясняется возрастанием модуля в направлении, параллельном оси ориентации. Например, модуль упругости некоторых высокоориентированных волокон на порядок выше, чем неориентированных полимеров. Одноосноориентированный ПЭ, полученный холодной вытяжкой, имеет более низкую податливость при ползучести (выше модуль) вдоль оси вытяжки, чем в перпендикулярном направлении [3]. Однако модуль упругости, измеренный в эксперименте на ползучесть под углом 45° к направлению вытяжки, даже ниже, чем модуль неориентированного ПЭ. [c.80]

Двухосноориентированные пленки, полученные вытяжкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обладают пониженной ползучестью и релаксацией напряжений по сравнению с неориентированными пленками. Частично это может быть связано с возрастанием модуля, однако для хрупких полимеров этот эффект может быть обусловлен уменьшением возможности образования микротрещин. Двухосная ориентация обычно затрудняет образование микротрещин во всех направлениях, параллельных плоскости пленки. [c.81]

Сопоставление свойств при прямом и обратном мар-тенситном 7ч е-превращениях в сплавах Г17 и Г20С2 показывает, что аномалия пластичности в железомарганцевых сплавах при прямом 7->е-переходе в 3—5 раз больше, чем при обратном 8 7, что свидетельствует о различном механизме сверхпластичности при прямом и обратном мар-тенситном превращениях. Важной особенностью фазового 7ч=ь8-превращения является то, что оно происходит при относительно низких температурах и по бездиффузионному мартенситному механизму. Поэтому процессы диффузионного характера присущие классической структурной сверхпластичности,— перемещение зерен, рекристаллизация, рекомбинация дефектов, высокотемпературная ползучесть, малосущественны [4]. Величина деформаций во многом будет определяться ориентацией кристаллов новой фазы относительно внешнего напряжения [93]. При 7- е-перехо-де эффект от текстуры е-фазы должен быть выше [4]. [c.133]

Разработка моделей поведения материалов с учетом накопления повреждений, введение параметров повреждаемости и кинетических уравнений были начаты в теории ползучести [142]. Обобщение этого способа на анизотропные и композиционные материалы осуществляется пзггем введения тензора повреждаемости [121], с помощью которого осредненно учитываются накопление и развитие повреждений в материале в виде мпкротрещин с учетом их ориентации. Следует заметить, что функциональные связи и параметры, определяющие такие кинетические уравнения, сильно зависят от индивидуальных свойств конкретного материала и требуют большой экспериментальной обработки. В то же время при проектировании элементов конструкций из различных изотропных однородных и композиционных материалов необходимо использовать простые феноменологические модели разрушения, B03M0HtH0, менее точные в количественном отношении, по качественно отражающие характер процесса разрушения при деформировании широкого класса материалов. [c.31]

При наличии внешних или внутренних напряжений в полимере происходит ориентация, т. е, перестройка структурных элементов, приводящая к преимущественному расположению осей макромолекул в направлении действующих сил. Многократные циклические нагружения приводят к изменению свойств полимера — явлению, называемому усталостью. Нарастание д ёформации во времени под действием постоянного напряжения может привести к явлению ползучести. При недостаточности пластичности (упругости) происходит нарушение сплошности полимера в массе или на поверхности, в обоих случаях наблюдается процесс ообразования трещин. Конечным результатом может быть разрушение объекта старения, т. е. потеря целостности под действием механического напряжения. [c.38]

Определим динамическую рекристаллизацию как процесс вызванного деформацией преобразования размеров зерен, их формы или ориентации при небольших химических изменениях (либо при их отсутствии) [294]. Поскольку изменение структуры зерен обычно наблюдалось после высокотемпературной деформации в металлах, которые также легко рекрйсталлизу-ются статически (см. 2.3.2), существование рекриста.11лизации в процессе ползучести или при постоянной скорости деформации долгое время отрицалось. Сейчас общепризнано, что появление "рекристаллизации в металлах, минералах и органических кристаллах можно, проследить оптическими методам и непосредственно [366, 240] или по ее влиянию на Кривые ползучести или кривые напряжение — деформация (рис. 6.8 — 6.10). [c.201]

Часто (но не всегда) динамическая рекристаллизация вызывает заметное разупрочнение кристаллов, которое проявляется в виде резкого падения напряжения на кривых напряжение — деформация (рис. 6.9, 6.10) и увеличения скорости ползучестй на кривых ползучести (рис. 6.8). Ясно, что это проис содит из-за замещения более или менее упрочненных (в результате деформации) субструктур со свободными дислокациями и несовершенными границами субзерен при длительно существующих полях напряжений отожженными структурами без дислокаций (по крайней мере на первом этапе). Конечно, влияние этого процесса зависит от начальной и конечной структур (типов субграниц, ориентации новых зерен по отношению к приложенному напряжению и т. д.) и от того, насколько быстро достигается рекристаллизованная структура. [c.211]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...