Модуль упругости монокристаллов

Изделия из алюминиевых сплавов не обладают большой анизотропией модуля нормальной упругости, поскольку она незначительна даже у монокристалла алюминия. То же можно сказать и о сплавах на основе вольфрама или магния. Сильно анизотропны по модулю упругости монокристаллы цинка, меди, железа, поэтому эти металлы и сплавы на их основе обладают большей упругой анизотропией. Упругая анизотропия прокатных листов из [c.130]

Модули упругости поликристаллических объектов можно определять расчетным путем через модули упругости монокристаллов с учетом статистики кристаллографических ориентировок. Экспериментальные значения модулей упругости и податливости некоторых металлов приведены в табл. 16.2. [c.247]

Формулы, связывающие модули упругости монокристаллов со скоростями распространения волн, следующие. [c.260]

Представление об изменении модулей упругости монокристаллов некоторых металлов дают пространственные модели (рис. 29). Значения модуля откладывают на лучах, проведенных из центра модели. При испытании монокристаллов обнаружена также большая анизотропия свойств прочности, и пластичности (рис. 30, 31). [c.99]

Так, модуль упругости монокристалла стали равен 210 ГН/м (21 ООО кгс/мм2) независимо от направления испытания, а в отдельном зерне, как видно из табл. 2, [c.99]

Рис. 29. Пространственные модели модулей упругости монокристаллов (по

Прочность монокристаллов может достигать 1/30 и 1/6 от модуля упругости, т. е. до 30...40 тыс. МПа. Стеклянные нити диаметром I мкм рвутся при напряжении 10 000, а диаметром 3...5 мм — всего при 30—50 МПа. [c.37]

Все сказанное относится, разумеется, к монокристаллам. Поликристаллические же тела с достаточно малыми размерами входящих в их состав кристаллитов можно рассматривать как изотропные тела (поскольку мы интересуемся деформациями в участках, больших по сравнению с размерами кристаллитов). Как и всякое изотропное тело, поликристалл характеризуется всего двумя модулями упругости. Можно было бы на первый взгляд подумать, что эти модули можно получить из модулей упругости отдельных кристаллитов посредством простого усреднения. В действительности, однако, это не так. Если рассматривать деформацию поликристалла как результат деформации входящих в него кристаллитов, то следовало бы в принципе решить уравнения равновесия для всех этих кристаллитов с учетом соответствующих граничных условий на поверхностях их раздела. Отсюда видно, что связь между упругими свойствами кристалла, [c.56]

Вычисление модулей изотропного поликристалла по моно-кристаллическим модулям может быть произведено со значительной точностью лишь в случае слабой анизотропии упругих свойств монокристалла ). В первом приближении модули упругости поликристалла можно положить равными просто изотропной части упругих модулей монокристалла. Тогда в следующем приближении появляются члены, квадратичные по малой анизотропной части этих модулей. Оказывается, что эти поправочные члены не зависят от формы кристаллитов и от корреляции их ориентаций и могут быть вычислены в общем виде. [c.57]

Модуль упругости 38, 39 Монокристалл 153 М.-пространство 185 [c.309]

Однако упругие характеристики поликристалла, состоящего из большого числа монокристаллов с различными модулями упругости в разных направлениях, рассчитываются как усредненные свойства монокристалла. Хорошее совпадение усредненных (расчетных) упругих констант и опытных их значений указывает на незначительное влияние границ зерен на упругие характеристики металлов. При переходе же к пластическим деформациям необходимо учитывать влияние границ зерен (см. гл. П1, [c.25]

Рений — светло-серый блестящий металл, годами сохраняющий первоначальный вид. Рений — второй (после вольфрама) по тугоплавкости металл и третий (после осмия и иридия) по величине модуля упругости, поэтому ои применяется в пружинных точных сплавах. Практически нерастворим в соляной, плавиковой и серной кислотах. Рений выпускается в виде порошка, штабиков, монокристаллов (с чистотой 99,999%), проволоки, фольги и сплавов с вольфрамом, молибденом, никелем, обладающих наивысшей прочностью при высоких температурах и коррозионной стойкостью. [c.188]

Модули упругости для монокристалла графита измерены с довольно высокой степенью точности [9]. На рис. 1.6 приведены три основных модуля упругости модуль Юнга при растяжении в плоскости углеродных слоев j,, модуль Юнга при растяжении в ортогональном направлении С33 и модуль сдвига С44. Максимальное значение модуля Юнга (1060 ГПа) может быть получено лишь в случае бездефектной структуры кристалла и ориентации атомных плоскостей строго вдоль оси волокон. Модуль упругости волокон в ортогональном направлении на порядок ниже. Наименьшее значение (4,5 ГПа) имеет модуль сдвига. Прочность волокон пропорциональна доле атомных слоев, ориентированных вдоль оси волокна. Разориентация атомных плоскостей приводит к снижению прочности, а также и к снижению реального значения модуля упругости. Теоретическая прочность высокопрочных и высокомодульных во.ио- [c.14]

Т а <5 л. 9,— Модули упругости е и модули сдвига О (в Н/м ) для металлических монокристаллов и поликристаллов [c.120]

К" (при 20—500°С). Твёрдость по Бринеллю 1,3—1,5 ГПа, модуль упругости" 467 ГПа. Высокопластичен, при 194 °С монокристалл выдерживает изгиб на 96°. [c.338]

У сплавов со столбчатым зерном, вытянутым вдоль ориентировки <001>, в продольном направлении (направлении роста) самый низкий модуль упругости. Следовательно, любое отклонение микроструктуры от этой ориентировки приведет к увеличению модуля. При комнатной температуре у большинства суперсплавов для отливок со столбчатой микроструктурой модуль упругости равен 131 ГПа, а у монокристаллов с ориентировкой, очень близкой к <001>, — 124 ГПа. [c.263]

Микроструктура И Модифицирование 156, 432 Модуль упругости 63 Молибден 314 Молибден в стали 314 Монокристалл 53 [c.497]

При определении модулей упругости импульсными методами, независимо от того, используется ли при этом сквозное прозвучи-вание или локационный принцип, чаще всего возбуждают высокочастотные импульсы продольных или поперечных колебаний с помощью пьезоэлектрических преобразователей. Импульсные методы широко применяются при определении констант упругости монокристаллов и в дефектоскопии. Время прохождения импульсом заданного расстояния измеряют по развертке на осциллографе, куда посылают сигналы датчик возбуждений и приемный датчик. Датчики имеют акустический контакт с образцом, что легко осуществимо при температурах, близких к комнатной, но требует применения специальных переходников в случае экспериментов, проводимых при повышенных температурах. [c.207]

Минимальные и максимальные значения модулей упругости монокристаллов в зависимости от кристаллографического направления для наибрлее распространенных типов кристаллической решетки представлены в табл. 16.3. [c.251]

Наиболее прочные сорта графита, например рекристаллизованный, используют в различных отраслях авиационной, ракетной, атомной промышленностей. Графит можно использовать при создании новых высокопрочных легких материалов для судостроения, авиации и космической техники [62, 155, 156]. Уже сейчас получают графитовые волокна с модулем упругости 3,78-106 кГ/сж и прочностью 210 кГ1мм [155]. Авторы этой работы считают возможным повысить модуль упругости до (5,6- 6,3) 10 кГ1см т. е. до 60% от значения модуля упругости монокристалла. Эти графитовые волокна должны обеспечивать высокие прочностные свойства вновь разрабатываемых композиций, от которых требуется сочетание прочности и легкости при большом запасе пластичности и т, п. [c.125]

Значения модулей упругости монокристаллов некоторых металлов (Баррет Ч. С) [c.99]

При проведении теоретических расчетов анизотропии модуля Юнга считается, что упругие свойства поликристаллических материалов определяются константами упругости монокристаллов и преимущественными ориентировками зерен в пространстве [299, 301-305, 307]. При этом обычно пренебрегают взаимодействием между соседними зернами и пользуются различными аппроксимациями. Наиболее близкой к эксперименту является аппроксимация Хилла, который предложил брать среднее от аппроксимаций Фойгта (одинаковая деформация всех зерен) и Ройсса (одинаковое напряжение во всех зернах). Бунге в работе [292] рассчитал зависимость величины модуля Юнга от ориентации в плоскости прокатки для холоднокатаной Си. При этом полученная зависимость аналогична по форме экспериментальным данным и ошибка не превышает 7%. Аналогичные исследования были выполнены для Fe промышленной чистоты и Nb [293], стали [294], Си [295]. [c.175]

Анизотропность кристаллов. Вследствие кристаллического строения металлы в пределах зерна или в случае монокристалла в пределах всего тела обладают свойством анизотропности, состоящим в том, что важнейшие механические и физические характеристики являются в каждой точке тела функциями параметров направления. Материал в отношении всех своих механических и физических свойств обладает симметрией, зависящей от симметрии кристаллографической формы. На рис. 4.4 показаны векторные диаграммы (поверхности) коэ(1х зициентов растяжения двух разных кристаллов. В чистом железе модуль упругости ГГодна из с й четвеГтого поряд В направлении пространственной диа- [c.230]

В монокристаллах С. з. зависит от направления распространения волны в кристалле (см. КристОлло-акустика). В тех направлениях, в к-рых возможно распространение чисто продольных и чисто поперечных волн, в общем случае имеется одно значение С и два значения С(. Если значения различны, то соответствующие волны иногда наз. быстрой и медленной поперечными волнами. В общем случае для каждого направления распространения Ьолны в кристалле могут существовать три смешанные волны с разными скоростями распространения, к-рые определяются соответстВуй-щими комбинациями модулей упругости, причёмйвкто-рн колебат. смещений частиц в этих трёх волнах взаимно перпендикулярны. В табл. 4 приведены Значения С. 3. для нек-рых монокристаллов в характерных направлениях. [c.547]

Теоретическое значение прочности при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей решетки составляет 180 ГПа [25]. Если исходить из теоретаческого значения их модуля упругости при растяжении, принимая, что прочность составляет 1/10 величины модуля упругости, то она должна быть равна 100 ГПа. Экспериментальное значение прочности при растяжении нитевидных монокристаллов графита лишь немного превышает 20 ГПа [26] Прочность углеродных волокон зависит от условий их производства и микроскопических дефектов и характеризуется определенным законом распределения. Если определять среднюю прочность углеродного волокна, используя распределение [c.43]

Механические испытания прежде всего обнаруживают различный предел прочности а и различное относительное удлинение образцов, вырезанных из монокристалла в разных направлениях, т. е. анизотропию его механических свойств. Например, в случае монокристалла меди его предел прочности о,, в зависимости от направления вырезки образца изменялся от 12 до 35 кГ/мм (от 118 до 344 Мн/м ). Относительное удлинение б. в зависимости от направления вырезки образца изменялось в пределах 10—55%. Модуль упругости изменялся в пределах 6800—19100 кПмм (66408— 187371 Мн м ). [c.53]

Наибольшее количество пластиков, армированных короткими волокнами и выпускаемых промышленностью, содержат стеклянные волокна. Основными достоинствами этих волокон являются низкая стоимость, простота получения и переработки, а также высокая прочность при условии осторожного обращения с ними после вытяжки, хотя, конечно, процессы рубки волокон и формирования изделий из наполненных композиций сопровождаются частичным разрушением волокон. Асбестовое волокно является ближайшим конкурентом стеклянного волокна, поскольку оно также дешево и помимо высокой прочности обладает более высоким, чем стеклянные волокна, модулем упругости. Асбестовые волокна значительно тоньше и короче, чем стеклянные, и поэтому с ними труднее работать, хотя разработаны специальные методы их переработки и промышленностью выпускаются полимеры, армированные асбестовыми волокнами — асбопластики. Рубленые углеродные и борные волокна хотя и обеспечивают потенциально более высокую прочность и жесткость материала на их основе, достигается это за счет более высокой стоимости, и поэтому они пока не могут составить серьезную конкуренцию стеклянным и асбестовым волокнам. Нитевидные монокристаллы (усы), например из АЬОз, SisNU, Si , обладают наибольшей прочностью, однако они слишком дороги и с ними слишком трудно работать, чтобы их можно было использовать в промышленных масштабах. [c.90]

Связь между компонентами в КМ на неметаллической основе осуществляется с помощью адгезии. Плохой адгезией к матрице обладают высокопрочные борные, углеродные, керамические волокна. Улучшение сцепления достигается травлением, поверхностной обработкой волокон, называемой вискеризацией. Вискеризация — это выращивание монокристаллов карбида кремния на поверхности углеродных, борных и других волокон перпендикулярно их длине. Полученные таким образом мохнатые волокна бора называют борсик . Вискеризация способствует повышению сдвиговых характеристик, модуля упругости и прочности при сжатии без снижения свойств вдоль оси волокна. Так, увеличение объемного содержания нитевидных кристаллов до 4 - 8 % повышает сдвиговую прочность в 1,5 - 2 раза, модуль упругости и прочность при сжатии на 40 -50 %. [c.449]

С. т. п. позволяет вычислить макроско-пнч. модули упругости поликристалла, зная постоянные упругости соответствующего монокристалла и задаваясь распределением ориентировок различных зерен. С. т. п. может служить также для выбора допуска при опредсленни пределов упругости и текучести. [c.250]

УСЫ — условное название искусственно получаемых металлич. и неметаллич. тонких нитей, б. ч. монокристаллов. Диаметр У.—от десятков до сотых долей мк отношение длины к диаметру достигает тысячи. С уменьшением длины прочность У. растет. У. обычно испытываются нри изгибе или растяжении. Нек-рые механич. св-ва У. имеют обычную величину (модуль упругости), но прочность и наибольшая деформация У. значительно превышают достигнутые в больших сечениях для тех же материалов, нанр. прочность У. составляет 1000—2000 кгЫм , что примерно в 10 раз превышает максимальную достигнутую прочность образцов из наиболее прочных материалов в больших сечениях упругое удлинение У. 1—2%, иногда 5—6%. Ввиду большой упругой деформируемости у У. наблюдаются отклонения от закона Гука. Скорость ползучести у У. в сотни раз меньше, чем у образцов больших размеров. Примеси понижают механич. св-ва У. Причины высокой прочности У. еще неясны, их можно объяснить совершенством структуры н поверхности, малыми ра шерами сечения и высокой одЕЮвремеяностью нарушений прочности и т. п. Прочность У. в 8—80 раз выше предела прочности и в 80—1200 раз выше продела текучести, чем у обычных кристаллов нз тех же материалов. [c.390]

Фогхт и Ройс предложили приближенные методы определения модулей упругости изотропных поликристаллических тел через упругие постоянные монокристаллов. Их соотношения, справедливые для кристаллов всех классов симметрии, имеют вид По Фогхту [c.250]

Рис. 2.79. Опыты Лауриента и Понда (1956). Высокоточное определение зависимости между напряжениями и деформациями при растяжении монокристалла алюминия с чис-отой 99,99%. Видна нелинейность уже при очень малых деформациях, е — Деформация, Е — модуль упругости в фунт/дюйм.

Рис. 2.80. Опыты Лауриента и Понда (1956). Циклическое растяжение монокристалла алюминия с чистотой 99,99% (образец № За). Видно уменьшение модулей при вторичном нагруткенни. Крестикн относятся к первому нагружению, квадратики — ко второму, кружки — к разгрузке а—напряжение в фунт/дюйм, Е — модуль упругости в фунт/дюйм.

К концу второго десятилетия XX столетия стал выпуклее процесс специализации экспериментаторов по признаку их интересов и мотивов, побуждающих исследования. Изучение температурных зависимостей параметров упругости является хорошим примером тенденции перехода к модельно-ориентированиым, специализированным исследованиям, которая все еще находится в стадии развития. Совершенствование паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и, теперь, космической техники с их требованиями работы в условиях всевозрастающих температур и давлений наталкивает одну из групп исследователей на экспериментальное изучение сложных металлических сплавов, температурные коэффициенты и внутренние демпфирующие свойства которых удовлетворяют требованиям технологического использования. Вторая группа с несколько меньшим интересом к собственно механике занималась исследованием температурной зависимости коэффициентов упругости монокристаллов с тем, чтобы сравнить результаты экспериментов с результатами расчета применительно к модели твердого тела при О К или получить численное значение волновой скорости для вычисления дебаевских температур и проверить предложенные в физике модели, описывающие удельную теплоемкость твердых тел. Третья группа стала проявлять интерес по меньшей мере к полуколичест-вениым данным, относящимся к модулям упругости при сдвиге в монокристаллах различных структур и предварительных историй [c.487]

Ниже комнатной температуры модули и ц. изотропного твердого тела, а также С44 — одна из трех постоянных упругости анизотропных монокристаллов кубической сингонии, которая представляет собой один из двух модулей сдвига,— все зависят от температуры приблизительно линейно. Ультразвуковые исследования показали, что при значениях Т/Т , меньших чем 0,06, эти модули постоянны, т. е. они постоянны в области, расположенной слева от штриховых вертикальных линий на рис. 3.118 и 3.119 (Г — температура окружающей среды, а — температура плавления, обе в градусах Кельвина). В середине 60-х гг. я захотел определить значения модулей упругости при сдвиге при нулевых напряжениях для возможно максимального числа элементов с тем, чтобы сравнить их с квантованно распределенными значениями модуля упругости при сдвиге линейно упругих тел при нулевом значении напряжения, описываемыми зависимостью, в которой участвуют числа натурального ряда. Указанные квантованно распределенные дис- [c.504]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...