Сопротивление пластической деформации низких температур

Характер излома при статических испытаниях изменяется с вязкого на квазихрупкий (с заметной предварительной пластической деформацией) при температуре жидкого азота (—196° С). Скорость ударного растяжения 5,8 м/с не вызывает хрупкого разрушения во всем исследованном диапазоне низких температур, а скорость 75 м/с приводит к хрупкому разрушению при температуре ниже —170° С. Последнее может быть связано в соответствии со схемой Иоффе с равенством сопротивления хрупкому отрыву Sk и верхнего предела текучести Стт (повышение нагрузки до величины, вызывающей хрупкое разрушение, до начала пластического течения исключает развитие пластической деформации). [c.130]

Ввиду стремления к максимальной экономии веса и размеров деталей, работающих при повышенных температурах, не всегда можно ориентироваться на чрезмерно низкие напряжения. В зависимости от условий работы деталей допускают ту или иную пластическую деформацию в течение определенного времени нагружения. Поэтому предел ползучести и скорость ползучести являются характеристиками сопротивления пластической деформации при повышенной температуре, но в отличие, например, от обычного предела текучести определяются при значительно меньших скоростях деформации. Кроме того, ползучесть связана с диффузионными процессами и принципиально отличается от холодной сдвиговой деформации . [c.146]

С этой целью применяют испытания на ударный изгиб надрезанных образцов при низких температурах, которые способствуют повышению сопротивления пластической деформации, т. е. повышают ход кривой /щах — ё тах и тем самым увеличивают склонность металлов к хрупкому разрушению. В этом заключается основное назначение испытаний на ударный изгиб при пониженных температурах, получивших название сериальных испытаний [15, 16]. Для получения необходимых данных проводят серию испытаний на ударный изгиб при постепенно понижающейся температуре до перехода металла в хрупкое [c.165]

Понижение температуры не изменяя величины сопротивления отрыву 5 . значительно увеличивает сопротивление пластической деформации Поэтому металлы, пластичные при нормальной комнатной температуре, могут при низкой температуре разрушиться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву 8 достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. [c.67]

С понижением температуры характеристики сопротивления пластической деформации и разрушению (а , 5 ) многих металлов увеличиваются, а пластичность и вязкость снижаются. При какой-то критической температуре, вернее в критическом интервале температур, ударная вязкость становится весьма низкой — металл переходит в хрупкое состояние. [c.90]

В период выравнивания температур в области интенсивного вязкого течения при минимальном сопротивлении пластическим деформациям значения напряжений невелики. В области упругопластических деформаций металл становится способным к развитию значительных напряжений, т. е. способен накопить достаточно большое количество энергии. Однако область эта невелика по объему, невелики температурные деформации, а следовательно, невелика и работа, соответствующая этим деформациям (рис. 6). Таким образом, в интервале высоких температур не может аккумулироваться большое количество потенциальной энергии. Данное положение отнюдь не означает невозможности разрушений при высоких температурах, так как одновременно с низким энергетическим уровнем мало и сопротивление металла разрушению. Очевидно, в интервале высоких температур возможно преимущественно возникновение стоков энергии (зарождение трещин), а не накопление энергии источника разрушения. [c.244]

Нельзя не отметить, что материалы, претерпевающие фазовые превращения при относительно низких температурах, обычно имеют повышенное значение сопротивления пластическим деформациям вместе с этим накопленная потенциальная упругая энергия у них будет больше, чем в металлах, претерпевающих фазовые превращения при высоких температурах, когда упругие свойства металла невелики. Это обстоятельство является одной из причин, интенсифицирующих процессы вязкого течения при комнатных температурах и повышающих склонность таких металлов к образованию холодных трещин. [c.248]

Среднеуглеродистые и низколегированные стали с содержанием 0,25...0,45 % С, а также стали с суммарным содержанием легирующих элементов до 2,5 % имеют невысокое р 25 10" Ом см, среднее значение теплопроводности Я. и 40 Вт/(м К) и относительно высокое сопротивление пластической деформации при низких температурах (см. рис. 5.20). Повышенное содержание углерода и легирующих элементов обусловливает высокие прочность и твердость этих сталей в начальной стадии нагрева, склонность к образованию кристаллизационных трещин в ядре и склонность к закалке. Структуры закалки (например, мартенсит) повышают хрупкость и снижают пластичность сварных соединений в зоне термического влияния. Рекомендуется использовать для сварки металл в отожженном или нормализованном состоянии и режимы, обеспечивающие относительно медленный нагрев и охлаждение зоны соединения. [c.324]

Резкое повышение критической температуры хрупкости в период интенсивного увеличения плотности дислокаций и образования дислокационных скоплений с критической плотностью может быть объяснено, исходя из существующих дислокационных моделей хладноломкости [35, 66—67]. Дислокации, перемещающиеся под воздействием приложенных напряжений, образуют у препятствий горизонтальные ряды. При этом у авангардной дислокации возникают высокие локальные напряжения [35, 63, 66—69]. Вероятность хрупкого разрушения сводится к вероятности сохранения блокировки дислокаций [35, 69]. Температурные флуктуации способствуют рассасыванию скоплений дислокаций — происходит микро-пластическая деформация. Возможность и скорость релаксации локальных напряжений уменьшаются с понижением температуры, так как при этом уменьшается вероятность эффективных температурных флуктуаций и увеличивается сопротивление пластической деформации [63], о чем свидетельствует резкое повышение предела текучести с понижением температуры [70, 71]. В результате при достижении некоторой достаточно низкой температуры скорость рассасывания скоплений дислокаций будет отставать от роста напряжения, вследствие чего может произойти хрупкое разрушение. Эта температура и является критической температурой хрупкости. Увеличение периода запаздывания начала пластической деформации с понижением температуры экспериментально показано в работе [72]. [c.110]

Коррозионное воздействие, например со стороны окислительной газовой среды в турбогенераторе или установке для газификации угля, в сочетании с высокой температурой может приводить к преждевременному разрушению конструкций даже при сравнительно низких механических напряжениях. В принципе можно предусмотреть меры против пластической деформации при высоких температурах еще на стадии проектирования, повысив сопротивление ползучести, длительную прочность (время до разрушения) и вязкость разрушения материалов. Однако, к сожалению, современные знания о ползучести и разрушении материалов под напряжением, даже в отсутствие осложняющих факторов, связанных с воздействием внешней среды, являются в лучшем случае качественными [I—7], Известные проявления влияния среды на ползучесть и разрушение материалов под напряжением еще требуют анализа, обобщения и систематизации. [c.9]

К группе низколегированных сталей относится также сталь ХВ5. Ее нагревают для закалки до сравнительно низких температур (см. табл. 44) инструменты из этой стали закаливают с охлаждением в воде, после чего она сохраняет очень мало остаточного аустенита, получает твердость HR 67—68, повышенную износостойкость и высокое сопротивление малой пластической деформации. Сталь ХВ5 применяют для резания твердых материалов (в частности, отбеленного чугуна) с небольшой скоростью и для получения очень чистых обработанных поверхностей. [c.75]

Влияние температуры. При низких температурах пластичность металла уменьшается вследствие уменьшения тепловой подвижности атомов. С повышением температуры пластичность возрастает, а сопротивление деформированию уменьшается (рис. 17.3). Кривые изменения пластичности и прочности не всегда имеют монотонный характер как правило, в интервале температур фазовых превращений может происходить некоторое повышение прочностных и снижение пластических свойств металлов. Практически все металлы и сплавы в области температур, близких к температуре солидуса, обнаруживают резкое падение пластических свойств — так называемый температурный интервал хрупкости (ТИХ). В этом интервале пластические свойства близки к нулевым значениям. Объясняется это тем, что при этих температурах границы зерен и расположенные там межкристаллические прослойки, включающие легкоплавкие примеси, размягчаются или расплавляются и даже небольшая деформация приводит к их разрушению. Чем чище металл, тем меньше протяженность температурного интервала хрупкого состояния и тем ближе он к температуре равновесного солидуса. [c.395]

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего назначения, предназначенные для изготовления изделий, обладающих высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкостью, при достаточной пластичности и вязкости, а для пружин, работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением усталости Рабочая температура таких пружин обычно не превышает J00—120 °С Стали специального назначения, предназначенные для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичность и др ), предъявляют требования по обеспе чению специальных физико химических свойств (коррозионной стойкости, немагнитности, теплостойкости и др ) Температуры эксплуатации таких пружин находятся в интервале 200—400 °С и выше В некоторых случаях необходимы пружины для работы при отрицательных температурах Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, независимым от температуры модулем упругости (в определенном температурном интервале), с высоким или низким модулем упругости и др [c.203]

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]

Современные конструкции и приборы находятся часто в весьма сложных условиях, характеризуемых высокими или очень низкими температурами, большими пластическими деформациями, высокими скоростями деформирования, наличием проникающих радиоактивных облучений и агрессивных сред, большими давлениями и т. д. В связи с этим наука о сопротивлении материалов, будучи разделом механики твердого деформированного тела, нуждается во все более обширных сведениях о деформируемости и прочности материалов, чтобы иметь возможность формулировать общие принципы для построения соотношений между физико-механическими параметрами, характеризующими поведение материалов под нагрузками, и строить теорию расчета, правильно отражающую реальные условия работы конструкций. [c.5]

Робертсон (1953 г.) убедился, что большинство мелких образцов с надрезом разрушались только после значительно большей пластической деформации, чем для конструкции в рабочих условиях при той же температуре. Он объяснял эту разницу главным образом начальным притуплением надрезов и продолжающимся притуплением вершины трещины за счет ее медленного распространения. Для того чтобы воспроизвести условия разрушения натурных конструкций, он предложил использовать образец в виде широкой пластины, предварительно нагружаемой относительно малыми растягивающими усилиями. При этом температура изменялась от очень низкой с одной стороны образца до относительно высокой с другой. Хрупкая трещина была инициирована ударом по кромке с низкой температурой и быстро распространялась под действием приложенной растягивающей нагрузки в зоны с постепенно возрастающей температурой. Наконец, эта трещина входила в зону, где температура, следовательно, и сопротивление хрупкому разрушению были достаточно высоки для остановки трещины. Робертсон назвал эту температуру температурой остановки трещины ( AT). На рис. 39 показаны такой образец и схема его нагружения. [c.54]

Между повышением сопротивления пластическим сдвигам с увеличением скорости деформации (главным образом, при высоких сходственных температурах — см. гл. 6) и между повышением этого сопротивления от наклепа с увеличением степени пластической деформации (главным образом, при низких сходственных температурах) существует известная аналогия. [c.224]

При низких скоростях нагружения (f=10-i-20 гц) создаются благоприятные условия для развития односторонних пластических деформаций и деформаций ползучести вследствие увеличения продолжительности работы материала на максимальных напряжениях в течение одного цикла нагрузки. Это приводит к понижению сопротивления усталости при высоких температурах и низких частотах нагружения в ряде случаев при умеренных темпе- [c.138]

Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрт.шу 5от (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации о.,. (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разруи1аться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях меньших, чем предел текучести. Точка / пересечения кривых и а,., соответству-юп ан температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости или порога хладноломкости (/п. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.53]

Многие металлы (Ре, Мо, 2п и др.), имеющие ОЦК и ГПУ кристаллические решетки, в зависимости от температуры могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Понижение температуры обусловливает переход от вязкого к хрупкому разрушению. Это явление получило название хладноломкости. Явление хладноломкости можно объяснить схемой А. Ф. Иоффе (рис. 57). Понижение температуры практически не изменяет сопротивления отрыву (разрушающего напряжения), но повышает сопротивление пластической деформации (предел текучести). Поэтому металлы, вязкие при сравнительно высоких температурах, могут при низких температурах разрушаться хрупко. В указанных условиях сопротивление отрыву достигается при напряжениях, меньших, чем предел текучести. Точка пересечения кривых о. , и 5отр, соответствующая температуре перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому, получила название критической температуры хрупкости, или порога хладноломкости ( ц. х)- Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Все концентраторы напряжений способствуют хрупкому разрушению. С увеличением остроты и глубины надреза склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем больше размеры изделия, тем больше вероятность хрупкого разрушения (масштабный фактор). [c.80]

Основные достоинства углеродистых сталей — получение высокой твердости в поверхностном слое при сохранении вязкой сердцевины. Это в ряде случаев обеспечивает минимальную поводку инструмента и повышение его механических свойств низкую твердость в отожженном состоянии НВ 1800—2000 МПа, позволяющую использовать высокопроизводительные методы изготовления инструмента (накатку, иасечку) закалку с низких температур (770—820 С) получение после закалки малых количеств остаточного аустеиита, что обеспечивает им повышенное сопротивление пластической деформации сохраиепне чистой поверхности при закалке вследствие охлаждения в воде, что упрощает очистку инструментов низкую стоимость. [c.596]

Снижение сопротивления пластической деформации во время полиморфного превращения наблюдалось на многих металлах и сплавах [43, 71, 87, 157, 319, 361]. Оно имеет место не только при повышенных температурах, когда вследствие возврата и рекристаллизации фазы разупроч-няются, но и при низких температурах, при которых полиморфное превращение реализуется сдвиговым механизмом и устранение дефектов атомно-кристаллического строения не должно иметь места. Большую роль, по-видимому, играют скопления дислокаций, образующиеся на границе раздела фаз во время мартенситного превращения [360]. Значительное удлинение без образования шейки и заметное сни- [c.66]

Образование и выкрашивание белого слоя в некоторых случаях является основным видом изнашивания бандажей железнодорожных колес. Высокие нагрузки в контакте, значительное теплообразование во время проскальзывания колеса по рельсу, дополнительный нагрев при торможении, быстрое охлаждение в результате теплоотвода во внутрь металла — факторы, способствуюш.ие образованию белой фазы. Низкие температуры в зимнее время могут влиять на глубину закаленного слоя и его твердость. Поскольку белый слой в бандажах колес связан с образованием особых закалочных структур, то от содержания углерода в стали зависит интенсивность его возникновения. Поэтому Т. В. Ларин и В. П. Девяткин считают, что бандажная сталь должна содержать углерода не более 0,45 %. Для повышения сопротивления пластической деформации следует применять легирующие добавки, которые затрудняют структурные превращения. [c.183]

И. Н. Богачевым с сотрудниками был выполнен ряд работ, в которых показана связь механических свойств с антиферромагнитным упорядочением в железомарганцевых сплавах [1, 118]. Исходя из положения, что магнетизм металлов и сплавов обусловлен взаимодействием атомов на электронном уровне, которое определяет все свойства материалов, следует ожидать влияние магнитных превращений как на механические свойства, так и на фазовые перестройки [190]. Так, склонность к хрупкому разрушению при температурах около — 100°С, обнаруженную в однофазных 7-сплавах (37,75% Мп), авторы работы [190] объясняют изменением магнитной структуры антиферромагнетика, аналогично тому, как это происходит в анти-ферромагиитном хроме и редкоземельных элементах, т. е. могут возникать многослойные атомные упаковки с низкой симметрией [118]. Выдвинутое предположение о вкладе магнитной составляющей в общее сопротивление пластической деформации подтверждается значительным изменением механических свойств однофазных (7) и двухфазных (е + 7)-сплавов в интервале температур Tn и Наблюдаемое при этом снижение прочности и пластичности предшествует самым начальным стадиям фазовой перестройки, но совпадает с исчезновением ближнего магнитного порядка, который происходит на 30—50° ниже Tn-На этом основании авторы делают вывод о прямой взаимосвязи кристаллической структуры и механических свойств с антиферромагнитным упорядочением [1, 125]. [c.243]

Согласно дислокационной теории, развитой Б. А. Колачевым с сотр. [12, 312], обратимая водородная хрупкость обусловлена специфическим влиянием, оказываемым абсорбированным металлом водородом на движение дислокаций при пластической деформации металла и на зарождение и развитие трещин, веду-ш,их к разрушению. Основные положения этой теории заключаются в следующем. При температуре, ниже некоторой критической Го, водород образует на дислокациях атмосферы Коттрелла. При малой скорости деформации и не слишком низкой температуре подвижность атомов водорода сравнима со скоростью движения дислокаций. В этом случае примесные атмосферы (атмосферы Коттрелла) будут двигаться вслед за дислокациями, отставая от них на некоторое расстояние. При этом на дислокацию действует сила, отталкивающая ее назад к исходному положению в центре атмосферы, поэтому сопротивление пластической деформации несколько повышается. Пластическая деформация осуществляется в основном путем генерирования новых дислокаций каким-либо источником под действием приложенных напряжений и их перемещения в плоскости скольжения. Возникающие новые дислокации также окружают- [c.105]

Многие металлы (Ре. У, Мо, 7п и др.). имеющие о.ц.к. или г.п.у. кри-стад.тические решетки, в зависихюсти от температуры могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Понижение температуры обусловливает переход от вязкого к хрупкому разрушению. Это явление получило название хладноломкость. Явление хладноломкости может быть объяснено схемой А. Ф. Иофе (рис. 60). Понижение температуры без изменения сопротивления отрыву 5о,р (разрушающего напряжения) повышает сопротивление пластической деформации ст, (предел текучести). поэтому металлы, вязкие ири сравни гельно высоких температурах, могут при низких температурах разрушаться хрупко. В указанных условиях сопротив.тение отрыву досгигается при напряжениях, меньших, чем предел текучести. Точка пересечения кривых 5 ,р и сТг, соответствующая телшературе перехода метал- ш от вязкого разрушения к хрупкому, и наоборот, получила название критической те.мие- [c.87]

При каком-либо определённом виде напряжённого состояния все обстоятельства, которые могут увеличивать ty и Ер (т. е. перемещать вверх соответствующие горизонтальные прямые, например, из положения АВ в положение AiBi), при одной и той же величине сопротивления отрыву 5 способны, очевидно, вызвать переход материала из пластического состояния в хрупкое. Именно так следует объяснять хрупкость материала при пониженных температурах и при значительном повышении скорости деформации,— например, при ударе. Таким образом, если при испытаниях нужно поставить материал в наиболее тяжёлые условия работы, то необходимо принять меры к увеличению жёсткости способа нагружения, а также к поднятию сопротивления пластическим деформациям и сопротивления срезу, т. е. испытывать надрезанный образец с большой скоростью, при низких температурах. [c.790]

Расчетное исследование НДС образцов из стали 15Х2МФА (рис. 1.4), подвергнутых растяжению в области низких температур, было проведено с целью анализа параметров, характеризующих сопротивление хрупкому разрушению материала [131]. Подробно результаты расчета и эксперимента будут изложены в подразделе 2.1.4. В настоящем разделе мы хотим продемонстрировать работоспособность метода решения упругопластических задач в части учета геометрической нелинейности. Дело в том, что перед разрушением испытанных образцов при Т = —100 и —10°С происходила потеря пластической устойчивости (зависимость нагрузки от перемещений имела максимум). Очевидно, что расчетным путем предсказать потерю несущей способности конструкции можно, решая упругопластическую задачу только в геометрически нелинейной постановке. При численном моделировании нагружение образцов осуществляли перемещением захватного сечения образца от этапа к этапу задавалось малое приращение перемещений [131]. При этом анализировали нагрузку, действующую на образец. Механические свойства стали 15Х2МФА, используемые в расчете, представлены в подразделе 2.1.4. На рис. 1.4 представлены зависимости нагрузки от перемещений захватной части образца. Видно, что соответствие экспериментальных данных с результатами расчета хорошее. Наибольшее отличие расчетной максимальной нагрузки от экспериментальной составляет приблизительно всего 3 % различие в среднеинтегральной деформации при разрушении образца е/ = —1п (1—i j) (i ) — перечное сужение нет- [c.32]

При низких гомологических температурах явление рекристаллизации протекает настолько медленно, что диспергирование субмикроструктуры при пластической деформации не восстанавливается. При температурах 0>6i—температуры динамической рекристаллизации— величина и количество зерен в поликристалле изменяются, становятся зависимыми от скорости деформации, условий дальнейшего нагрева и охлаждения. Поэтому размер зерна оказывает влияние на скоростную зависимость сопротивления деформации скоростной ко- [c.470]

Было обнаружено, что при высоких температурах (выше 7 рек) максимальной пластичностью обладают однофазные сплавы со структурой а-феррита. Установлено, что выше 1000° С деформация а-фазы с низким значением Ое,а в стали (1Х21Н5Т) значительно больше, чем деформация -фазы с высоким значением а s.y, а при 1200° С разница достигает шестикратной величины. Большое различие в сопротивлении деформации фаз вызывает локальные деформации и концентрацию напряжений. Напряжения достигают критической величины и приводят при горячей деформации к образованию микротрещин. Заниженное сопротивление деформации и высокая пластичность при высоких температурах объясняются большей энергией дефектов упаковки и скоростью диффузионных процессов в -твердом растворе и, следовательно, более интенсивным протеканием процессов динамической полигонизации и рекристаллизации, диффузионного переползания дислокаций как основного механизма пластической деформации при повышенных температурах. [c.498]

Необходимость расчета на сопротивление хрупкому разрушению определяется существованием хрупких или квазихрупких состояний у элементов конструкций. Основным фактором, определяющим возникновение таких состояний для сплавов на основе железа в связи с присущим им свойством хладноломкости, является температура. На рис. 3.1 показаны области основных типов сопротивления разрушению в зависимости от температуры. При температуре, превышающей первую критическую Гкрь для сплавов, обладающих хладноломкостью, а также для материалов (сплавы на основе магния, алюминия, титана), не обладающих хладноломкостью, в диапазоне рабочей температуры имеют место вязкие состояния. В этом случае предельные состояния наступают лишь после значительной пластической деформации и существенного перераспределения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций. Скорость распространения возникающих вязких трещин в этих состояниях оказывается низкой. Вопросы несущей способности и расчета на прочность в этих условиях рассматривают на основе представлений о предельных упругопластических состояниях, анализируемых на основе методов сопротивления материалов и теории пластичности. Позднее возникновение и медленное прорастание трещин при оценке несущей способности, как правило, не учитываются. [c.60]

Механическое двойникование. В поликристаллических металлах двойникование, или закономерная (симметричная) переориентация кристаллической решетки при механическом воздействии, является дополнительным механизмом пластической деформации, которыш обычно вступает в действие при низких температурах, когда сопротивление началу скольжения очень высоко. [c.9]

В отличие от монокристаллов механическое двойникование в поликристаллах играет, согласно современным представлениям [22], роль только дополнительного механизма деформации, который не вносит заметного вклада в пластичность материала, однако существенно влияет на протекание скольжения при низких температурах, как бы моделируя скольжение за счет локальных концентраций напряжения. Важно отметить при этом двойственную роль механического двойникования, которое из-за пониженной релаксационной способности материала, связанной с высокими значениями сопротивления движению дислокаций при низких температурах, может вызывать раскрытие хрупких микротрещин и последующее разрушение без заметной пластической дефюрмации (особенно в жестких схемах нагружения с элементами растяжения). [c.56]

Универсальные установки для изучения прочности материалов при высоких температурах методами растяжения, микротвердости известны с 1959 г. Первая такая установка типа ИМАШ-9 служила для измерения микротвердости при растяжении и нагреве в вакууме до температуры 1570 К [ИЗ, 114, 118]. Более совершенная серийная установка ИМАШ-9-66 предназначена для оценки прочности металлов и сплавов при температурах от 300 до 1400 К в вакууме и защитных газовых средах [118, 119, 134]. Основным недостатком этих установок является применение только одного метода нагрева путем прямого пропускания через образец электрического тока низкого напряжения промышленной частоты. В последние годы показано, что при пропускании тока через образец возникает электропластический эффект уменьшения сопротивления металлов пластической деформации [84, 85, 182, 195, 196, 197, 198]. Установки типа НМ-4 японской фирмы Юнион оптикал используют радиационный нагрев образца при растяжении до 1770 К и при измерении микротвердости до 1270 К [119, 226]. [c.95]

В работах [3, 19, 24—27] показано, что чем выше прочность конструкционных сплавов и чем больше сопротивление пластическому деформированию, тем меньше у сплавов резервы к упрочнению и тем больше они склонны к разупрочнению при циклическом нагружении, при этом неважно, чем достигается высокая прочность сплава наклепом, предварительной деформацией, низким отпуском после закалки или понилсением температуры испытаний. [c.242]

Для борных волокон характерно упругое деформационнонапряженное поведение при низких температурах и большое сопротивление ползучести при повышенных температурах. Максимальная допустимая температура формообразования боралюминия в твердом состоянии не превышает 600° С, волокна при этом претерпевают очень малые пластические деформации до разрушения. Максимальное удлинение материала при разрушении составляет менее 1% (Крейдер). Матрица же обладает высокой пластичностью при малом уровне напряжений уже при 400° С это обеспечивает некоторую возможность формоизменения материала в целом в условиях, когда деформация осуществляется только за счет сдвига матрицы. [c.199]

Юнг и Ратенау [293] обнаружили, что трансформационная деформация пропорциональна объемному эффекту AWF превращения и обратно пропорциональна прочностным свойствам материала при температурах фазового превращения. Механические свойства металла являются струк-турно-чувствительными характергютиками и с изменением упаковки атомов меняются. Естественно ожидать, что с появлением внутренних напряжений, связанных с изменением объема или формы превращенной области, деформация будет неоднородной преимущественно должна деформироваться фаза с более низким сопротивлением деформации. В железе, например, предел текучести аустенита значительно выше, чем у феррита, а скорость ползучести на установившейся стадии при 910° С почти в 200 раз меньше [365]. Поэтому преимущественно при фазовом превращении должен деформироваться феррит. О развитии пластической деформации в момент полиморфного превращения свидетельствуют приведенные выше данные об изменении структуры, связанном с накоплением дислокаций и развитием субструктуры феррита. [c.71]

К настоящему времени в СССР и за рубежом усилиями многих ученых осуществлены важные исследования явлений хрупкого разрушения твердых тел как в плане решения соответствующих краевых задач механики и создания физически более обоснованных критериев разрушения, так и в области разработок методов оценки склонности конструкционных материалов к хрупкому разрушению (см., например, обзоры в работах [9, 82, 118, 145]). Необходимость в таки исследованиях обуслоЬ-лепа, с одной стороны, тем, что высокопрочные конструкционные материалы (например, жаропрочные сплавы, упрочненные стали, металлокерамические материалы, некоторые пластмассы), как правило, являются хрупкими материалами, т. е. такими, которые уже при нормальных температурах и малых скоростях нагружения разрушаются путем распространения трещины без предварительных пластических деформаций макрообъемов тела. (При низких температурах, повышенных скоростях нагружения, воздействии некоторых поверхностно-активных сред, наводороживании и в других условиях, приводящих к ограничению пластического течения конструкционного материала, его разрушение путем распространения трещины доминирует). С другой стороны, реальные условия эксплуатации конструкции всегда предусматривают наличие некоторой жидкой или газовой среды. Эта среда проникает в деформируемое тело (элемент конструкции) через его структурные несовершенства — дефекты (макро- или микротрещины, границы зерен, включений) и особенно интенсивно взаимодействует с участками тела, деформированными за предел упругости. К таким участкам относятся окрестности резких концентраторов напряжений (трещины, остроконечные полости или жесткие включения и др.). Именно в окрестности подобных дефектов среда, изменяя физико-механические свойства деформируемого материала, в первую очередь его сопротивление зарождению и развитию трещины, оказывает существенное влияние на служебные свойства (несущую способность) рабочего тела в целом. [c.9]

Необходимость расчета на сопротивление хрупкому разрушению связана с тем, что в условиях работы элементы конструкций могут находиться в хрупких или квазихрупких состояниях (17, 28, 29). Основным фактором возникновения таких состояний для сплавов на основе железа в связи с присущими им свойствами хладноломкости является температура. На схеме (рис. 6) показаны области основных типов сопротивления разрушению в зависимости от температуры. В области температур, превышающих первую критическую Ткр1 для сплавов, обладающих хладноломкостью, а также для материалов, не обладающих хладноломкостью в диапазоне температур работы конструкций (сплавы на основе магния, алюминия, титана), имеют место вязкие состояния. В этом случае предельные состояния наступают после возникновения значительных пластических деформаций и существенного перераспределения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций. Скорость распространения возникающих трещин в этих состояниях оказывается низкой. Вопросы несущей способности и расчета на прочность при таких состояниях рассмотрены в гл. 2. [c.246]

ДО 60 мкм. Именно эти факторы в сочетании с малой пластичностью поверхностного слоя оказали решающее влияние на сопротивление усталости хвостовиков. Кроме того, следует отметить, что при поверхностном упрочнении деталей из жаропрочных сплавов даже при сравнительно низких температурах (бОО. .. 700° С) имеет место более интенсивное окисление поверхности. Обедненный легирующими элементами поверхностный слой под действием статических и знакопеременных нагрузок растрескивается. В зонах концентрации напряжений эти трещины возникают задолго до полного разрушения детали. Из таких трещин затем образуются усталостные трещины. Как показывают экспериментальные данные, скорость распространения трещин усталости в наклепанном слое значительно выше, чем в ненаклепанном слое с незначительной пластической деформацией. Применение наклепа при ресурсе более 1000 ч может привести к уменьшению несущей способности конструктивного элемента [5]. [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...