Разрушение Сверхпластичность

Могут наблюдаться случаи, когда хрупкое разрушение наступает после того, как материал исчерпает свою возможность пластически деформироваться, причем эта деформация может быть очень значительна. Такое явление наблюдается, например, для материалов в сверхпластичном состоянии [39]. [c.49]

Процессы, основанные на использовании мелкозернистой структуры, широко применяются в промышленности. Сверхпластичность наблюдается при горячем деформировании сплавов в непосредственной близости к температурам полиморфного превращения или плавления. В этих случаях микроструктура сохраняется, но кристаллическая решетка основы сплава оказывается неустойчивой например, модуль упругости уменьшается в 2 - 3 раза. При малых скоростях деформирования металл способен деформироваться без разрушения на десятки процентов. [c.140]

Рассмотрена теория фазовых превращений в сплавах на основе марганца. Показано влияние различного фазового состава (а, г, у) на структуру, физические и механические свойства. Изложены результаты исследования механических свойств, характеристик сопротивления вязкому и хрупкому разрушению. Представлены последние достижения советских и зарубежных ученых в области исследования и использования железомарганцевых сплавов в качестве материалов, обладающих комплексом свойств, недоступных сплавам других систем легирования немагнитность, инварный эффект, эффект памяти формы, низкий порог хладноломкости, сверхпластичность, высокая демпфирующая способность. [c.2]

Анализ проводится на основе принципа обеспечения контролируемой скорости деформации зоны заготовки, получающей максимальную степень деформации. Именно эта зона является наиболее опасной с точки зрения выхода штампуемого сплава из состояния сверхпластичности и разрушения заготовки. Контролируемая скорость деформации может быть постоянной, либо переменной, оптимальной для штампуемого сплава, либо отличной от нее, в зависимости от ограничений, накладываемых на процесс производством. [c.403]

Первая — до начала зарождения микротрещин, связанная с подготовкой разрушения, например, путем создания характерной микроструктуры. Это основной этап для высокопластичных металлов, нанример для железа, и особенно для сверхпластичных материалов. [c.74]

Вместе с тем на сплавах системы А1—Ge показано, что эффект сверхпластичности наблюдается при lOO-f-200 мкм [31- 33]. При этом не обнаружено образование субструктуры в процессе деформации. В то же время найдена корреляция между исходной пористостью сплавов, возникающей в результате фазового превращения при нагреве до температуры испытаний, и относительным удлинением в условиях СП течения [32]. Максимум пластичности получен в сплаве А1 — 0,4 % Ge, в котором исходная пористость также достигла наибольшего значения [примерно 0,8 % (объемн.)]. В работе [33] показано, что эффект СП в сплавах А1—Ge обусловлен тем, что пористость способствует развитию комбинации механизмов, характерной для обычных СП сплавов, а поскольку пористость поддерживается на постоянном уровне, она не ведет к разрушению материала. [c.16]

Переходя к изложению глав 3,4, посвященных исследованию пластической деформации и разрушения, следует отметить, что несмотря на значительные усилия, последовательная картина, позволяющая представить эти процессы на масштабах от микроскопического до макроскопического, до последнего времени отсутствует. Причина отставания в объяснении деформации и разрушения, кажущихся намного проще таких явлений как сверхпроводимость и сверхтекучесть, состоит в том, что для последних хорошо определены элементарные носители явления (конденсат куперовских пар и атомов Не ), тогда как для первых их представление приводит к весьма трудной задаче. Так, например, совершенно неприемлемо рассматривать процесс сверхпластичности как сверхтекучесть дефектов кристаллической среды. Это связано с многообразием механизмов сверхпластичности и отсутствием последовательной микроскопической картины, позволяющей описать носители деформации. Таким образом, требуется развить микроскопическое описание дефектов кристаллической структуры, которое позволило бы представить не только упругое поле, но и характер нарушения межатомных связей в области ядер. Такая программа реализована в 1 главы 3, 2 главы 4. Другая особенность реальной структуры состоит в том, что в ходе своей эволюции различные дефекты испытывают не только взаимодействие, но и попадают в иерархическое соподчинение друг к другу дислокации выстраиваются в малоугловые стенки, вакансии образуют дислокационные петли и т. д. Установление иерархической связи проявляется как качественная перестройка в поведении системы дефектов, которая выражается в появлении нового структурного уровня. Соответствующая теория изложена в 5 главы 3. [c.11]

Испытания по определению основных механических характеристик показали, что, например, СТЦО сталей 10 и 20 повыщает удельную работу разрушения не менее чем на 50 % за счет увеличения вязкости. Такая добавочная сверхпластичность способна увеличить обрабатываемость сталей давлением при комнатных температурах возрастает штампуемость с глубокой вытяжкой металла и т. д. В работе [212] показано, что если произвести 2-кратную СТЦО с нагревами стали в печи (в печи 800—900 С) до температуры точки Ас[ и последующими охлаждениями на воздухе до 500 °С, а потом произвести низкотемпературный отпуск при 200 °С в течение 10 ч, то получается измельченная структура. Сталь с такой структурой имеет обычно высокие значения характеристик пластичности и ударной вязкости. [c.86]

Характерными особенностями сверхпластичности являются необычно высокие деформации при действии растягивающих напряжений (образец из эвтектического сплава системы висмут—олово в состоянии сверхпластичности удлиняется в 20 раз без разрушения) и необычно низкие сопротивления деформации (в 10 и более раз ниже, чем у тех же сплавов в обычном состоянии). [c.157]

Данная классификация может быть использована для конструкционных материалов, работающих при разнообразных условиях нафужения. Исключением являются только случаи сверхпластичного разрушения и разрушения, протекающего в соответствии с концепцией течи перед разрушением. [c.320]

При ползучести выделяют два типа межзеренного разрушения так называемое разрушение клиновидной трещиной, обычно зарождающееся в точке встречи трех зерен, и кавитационное разрушение, при котором по границам образуются многочисленные мелкие поры, увеличивающиеся со временем и наконец сливающиеся и приводящие к полному разрушению образца. Даже сверхпластичные сплавы могут разрушаться за счет роста несплошностей. Рост пор при высоких температурах обеспечивается за счет диффузии вакансий. Большая пора в конце концов теряет свою равновесную форму и становится похожей на трещину. [c.161]

Получены уравнения, описывающие деформирование ортотропных материалов, у которых скорость логарифмической деформации является степенной функцией напряжения. Эти уравнения применены для определения времени разрушения ортотропных листов при двухосном растяжении их в условиях ползучести. Они также могут быть использованы в расчетах операций формоизменения сверхпластичного ортотропного материала. [c.183]

Достигаемая к моменту разрушения максимальная деформация при, штамповке с зональным нагревом соизмерима (а в некоторых случаях равна) с деформацией, получаемой при штамповке в состоянии сверхпластичности, в случае совпадения температурно-скоростных режимов в наиболее опасном с точки зрения разрушения месте. [c.19]

При пластической деформации металла происходит смещение атомных слоев друг относительно друга внутри кристаллов и смещение кристаллов относительно друг друга. Важной особенностью этого вида деформации является отсутствие разрушения. Конечно разные металлы и их сплавы обладают различной способностью деформироваться без разрушения. Пластичность металлов оценивается величиной относительного удлинения стандартного образца при разрыве. Эта величина у пластичных металлов колеблется от 10 до 50 %. В настоящее время разработаны сверхпластичные сплавы, относительное удлинение которых при разрыве может достигать сотен процентов. [c.54]

Покропивный В.В., Скороход В.В. Когезия (адгезия, схватывание, сращивание, соединение, сваривание) межчастичных поверхностей и образование ]рааиц зерен в процессах спекания, возврата, рекристаллизации, сверхпластичности, трения и разрушения //Препринт 95-2.- Киев, 1995. [c.381]

Дан анализ структуры и свойств чистых металлов и сплавов, монокристаллов и поликристаллических агрегатов при пластической деформации с привлечением теории дислокаций. Приведены современные физические представления о механизмах пластической деформации, явлений упрочнения, разупрочнения, разрушения, тексту-рообразования в зависимости от типа кристаллической решетки, вида легирования, температуры и скорости деформации, размера зерна, фазового состояния и др. Рассмотрены физические основы разработки новой и усовершенствования суш.ествующей технологии обработки давлением, включая ТМО и обработку в условиях сверхпластичности. [c.2]

И, М. Любарский и Л. С. Палатник определили, что в процессе трения возможны не только микропроцессы закалки, но и процессы растворения и выделения карбидов, весьма дисперсных (размером менее 100 нм) [43]. При благоприятных условиях в микроскопических областях может образоваться оптимальная структура (мар-тенсит г аустенит карбид), в которой импульсные процессы нагрева и охлаждения при трении и фазовые превращения обратимы. Повышенная износостойкость при обратимых структурных превращениях, вероятно, связана со сверхпластичностью — явлением, при котором материал способен длительное время сопротивляться разрушению за счет развития пластической деформации. [c.24]

Развитие пластич. деформации, связанное с перемещением Д., существенно определяется скоростью их движения (подвижностью) и интенсивностью образования (зарождения) подвижных Д. Подвижность Д. в предельно чистых и совершенных кристаллах зависит от характера сил межатомных связей, от взаимодействия с фононами и электронами проводимости (в металлах). Подвижность Д. в неидеальных кристаллах уменьшается за счёт их взаимодействия друг с другом и с др. дефектами, к-рое приводит к торможению или застопо-рению движущихся Д. и вызывает упрочнение кристалла при деформировании. Но оно же приводит к возникновению новых Д., без чего невозможно обеспечить значит. пластич. деформацию. Если бы новы Д. не рождались в кристалле, то пластич. деформация прекратилась бы после выхода па поверхность тола всех подвижных Д. При повышении внеш. напряжений интенсивность размножения Д. увеличивается, и ср. расстояния между Д. сокращаются. Возникает дислокационная структура, к рая либо полностью препятствует движению Д. тогда дальнейший рост нагрузки приводит к разрушению кристалла путём зарождения и распространения микротрещин), либо придаёт движению Д. кооперативный характер, обеспечивающий очень большие пластич. деформации (кристалл может перейти в состояние сверхпластичности). [c.638]

Образование пор при растворении кристаллов избыточной фазы сопряжено с определенными трудностями. Помимо напряжений, возникающих в твердом растворе из-за наличия градиента концентраций и объемных изменений, на формирование пористости влияет нескомпенсирован-ность атомных потоков и механизм перехода атомов через межфазную поверхность. Избыточные вакансии, образующиеся при растворении включений, во многих случаях устраняются на границах зерен, дислокационных ступеньках или образуют призматические петли. Возникающее вблизи включений пересыщение вакансиями может оказаться достаточным для проявления свойств сверхпластичности и недостаточным для порообразования. Пористость, по-видимому, не формируется при растворении включений, сохраняющих когерентную связь с твердым раствором. Она, однако, легко возникает при растворении кристаллов типа графита, когда восстановление непосредственного контакта фаз возможно благодаря разрушению включений избыточной фазы. Аналогичная картина может наблюдаться и при растворении жидких включений. [c.99]

Дан, Роббинс. Разрушение при формовке листа из сверхпластичного сплава. — В кн. Труды Американского общества инженеров-механиков. Серия Д. Теоретические основы инженерных расчетов, 1974, № 1, с. 89—91. [c.202]

О. Г. Соколова [4] при изучении тонкой и сверхтонкой структур железомарганцевых (е+у) сплавов обнаружен ряд новых явлений найдены условия зарождения и стабилизации е-фазы. Обнаружено явление сверхпластичности в районе прямого и обратного 7 е-перехода и механические последействия (механическая память), выявлена роль указанных процессов на физические, механические и коррозионно-механические свойства. На основании этих исследований была предложена для технического использования немагнитная двухфазная сталь марки Г20С2. Исследование таких важных эксплуатационных характеристик как ударная вязкость, сопротивление вязкому и хрупкому разрушению, характер разрушения, проведенное в ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина, расширило возможности практического использования этой стали. [c.11]

Проведенное рассмотрение показывает, что процесс хрупкого разрушения определяется образованием и эволюцией ансамбля элементарных носителей разрушения — фрустронов. Последние представляют мезоскопические области локализации сдвиговых деформаций, окруженные сверхпластичной оболочкой. Хрупкий механизм разрушения обеспечивается посредством кластеризации фрустронов в закритический очаг разрушения, что требует вязкости и, превышающей значение (4.18). В вязких материалах, где реализуется обратное условие, разрушение протекает по дилатонному механизму [252, 273, 276], присущему неоднородным материалам, где наличие концентраторов напряжений приводит к пределу прочности, значение которого гораздо ниже теоретического предела [276]). [c.311]

Кроме рассмотренного случая вязкого разрушения, возможно образование изломов другой формы. Последняя определяется геометрией образца, характером его деформации и степенью пластичности. Например, монокристаллы, а также поликристаллы высокоуглеродистой стали и некоторых металлов с низкой пластичностью могут при низких температурах вязко разрушаться без образования шейки, давая плоскую поверхность разрушения после сдвиговой деформации вдоль сечения образца под углом 45° к оси растяжения. Наоборот, при растяжении цилиндрических образцов с высокой пластичностью, в частности сверхпластичных, относительное сужение близко к 100% и шейка превращается в точку (см. рис. 34,6). У аналогичных плоских образцов шейка вырождается в линию, (см. рис. 34, в), располагающуюся под углом - 45° к оси растяжения. Вообще при вязком разрушении растягиваемых плоских образцов из-за локализации пластической деформации в плоскостях действия максимальных касательных напряжений часто получается излом, характерный дляразруше- [c.80]

В случае правильного выбора температурно-скоростйых режимов штамповка -с общим нагревом позволяет получать большие степени деформации до разрушения благодаря повышению пластичности в опасных зонах. При этом вследствие снижения сопротивления деформированию, как правило, уменьшается усилие деформирования. В процессе штамповки с общим нагревом большую роль играют скорость деформирования и непосредственно с ней связанная скорость деформации. При определенном сочетании температуры нагрева и скоростей деформации пластичность может резко возрасти и наблюдается состояние сверхпластичности (подробнее см. ниже). Однако в связи с необходимостью обеспечения приемлемой производительности оборудования сверхпластичность в большинстве случаев не достигается. [c.17]

Раздача в режиме сверхпластичности принципиально не отличается от штамповки с общим или зональным нагревом. Трубчатая заготовка из материала, проявляющего свойство сверхпластичности, раздается жестким или газовым пуансоном при нагреве до температуры, равной или превышающей 0,4Гпл. Особенностью процесса является поддержание скорости деформации на заданном уровне. Для этого необходимо или изменять скорость ползуна пресса по ходу деформирования и давление деформирующего газа, или- использовать пуансон со специальной формой рабочей поверхности (рис. 2.13). В этом случае при постоянной скорости движения ползуна пресса обеспечивается постоянная скорость деформации наиболее опасной с точки зрения разрушения кромки заготовки. Штамповка в режиме сверхпластичности позволяет существенно увеличить значение /Ср (см. ниже). [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...