Материал структурно-неустойчивый

Основные методы стабилизации структуры и уменьшения внутренних напряжений. Основные операции литья, обработки давлением и упрочняющей термической обработки, обработки резанием и сборки создают структурную неустойчивость и увеличивают напряженность материала деталей отпуск, старение, обработка холодом повышают стабильность структуры и уменьшают напряжения. Для обеспечения постоянства размеров готовых деталей и сборочных единиц предпочтительны такие виды и режимы обработки, которые вызывают меньшие остаточные напряжения и приводят к меньшей неустойчивости структур. Необходимо особо отметить важность правильного выбора режимов упрочняющих термических операций, так как в некоторых случаях высокие закалочные напряжения не удается свести к минимуму, даже после завершения всего цикла стабилизирующей обработки (остаточные напряжения в закаленной детали иногда могут превышать напряжения в незакаленной детали в 10 раз и более). [c.408]

Существующие экспериментальные данные создают впечатление, что в основе наблюдаемого явления могут лежать четыре основных механизма проскальзывание материала у стенок разрушение упругих жидкостей и образование в них трещин упругая гидродинамическая неустойчивость структурная неустойчивость, обусловленная аномалией вязкости в зависимости от деформированного состояния материала и от температуры. Рассмотрим коротко эти механизмы. [c.34]

В качестве модельной системы (гл. 6) выбран композит, состоящий из твердых недеформируемых частиц, внедренных в пластичную матрицу из структурно-неустойчивого сплава (№Т1). Такая система является аналогом камеры Бриджмена и позволяет исследовать физические процессы при больших пластических деформациях кристаллов в обычных условиях нагружения композиционного материала сжатием. [c.19]

Распространение теории вязкоупругости на среды, свойства которых существенно меняются во времени, осуществлено В. В. Болотиным [171. В цитируемой работе дана также постановка задач теории вязкоупругости для структурно неустойчивого материала и существенно неизотермических условий деформирования Сформулирована аналогия для решения некоторого класса задач. Таким образом, в [171 В. В. Болотиным развито новое направление в теории вязкоупругости. [c.40]

В настоящем разделе представлена модель вязкого разрушения материала, рассматривающая процесс непрерывного образования и роста пор [76, 80]. Модель базируется на введенном понятии пластической неустойчивости структурного элемента материала как состоянии, контролирующем критическую деформацию е/ при вязком разрушении, что позволяет отойти от описания процесса непосредственного слияния пор. [c.116]

Рассматривая, однако, структурные изменения при ТМО, необходимо отметить, что в результате такой обработки, в отличие от МТО, наиболее существенно изменяется энергетический параметр п, характеризующий среднюю энергию, поглощаемую каждым единичным объемом при нагружении. Резкое повыщение статической прочности, вызванное возрастанием параметра п, вследствие роста интенсивности поглощения энергии сопровождается в то же время сильным увеличением степени искаженности решетки материала в упрочненном состоянии. Это усиливает метастабильность получаемого структурного состояния, вследствие чего эффект упрочнения оказывается неустойчивым при повышенных температурах и больших сроках службы стали. Поэтому ТМО целесообразно применять главным образом для повышения статической прочности при кратковременных нагрузках. Таким образом, относительное влияние каждого из энергетических параметров п и Уз на получаемое в результате термомеханического воздействия упрочненное состояние. металла оказывается различным, и это различие предопределяет поведение материала при дальнейшей службе. Структурно-энергетический подход позволяет (с помощью указанных параметров) дифференцированно оценивать факторы упрочнения с учетом конкретных условий эксплуатации металла. [c.86]

При Д = 10 Н/м развитие структурного разрушения протекает в целом в равновесном режиме до деформации = 2,5 10 и доли повреждений 51,6%. Формирование макродефекта завершается неустойчивым развитием и, как следствие, потерей несущей способности материала при напряжении —49,8 МПа. Диаграмма деформирования, построенная при Д = 10 Н/м , не отличается от кривой, регистрируемой в режиме абсолютно жесткого нагружения. В зтом случае макроскопическое разрушение композита происходит вследствие устойчивого развития макродефекта при т з = —3,0 МПа, значении предельной деформации 33 = —4,3 10 и степени поврежденности среды 64,3%. [c.138]

Явления разрушения путем потери целостности 4 и развитие макроскопической трещины 6 принадлежат к явлениям пластического типа. Ранее было показано, что процесс накопления рассеянных повреждений зависит в основном от усредненных свойств структурных элементов. Аналогичное заключение следует сделать о процессе роста трещин. Когда размер трещины превышает размер структурного элемента, трещина начинает действовать как своего рода осред-нитель, пересекая большое количество хорошо перемешанных структурных элементов. Таким образом, скорость роста макроскопической трещины зависит от усредненных свойств материала. Даже переход трещины в неустойчивое состояние 7 при достаточно больших значениях можно рассматривать как явление, за наступление которого несет ответственность большое число структурных элементов, оказавшихся на ее фронте. [c.138]

Методы решения диффузионных задач многообразны в зависимости от конкретных условий исследовательской практики. Они подробно изложены в работе [18] и относятся в основном объемным изменениям в структуре металлов и сплавов. Исследования диффузионных процессов при трении связаны со значительными экспериментальными и теоретическими трудностями. Последние обусловлены тем обстоятельством, что структура металлических систем формируется в результате сложной совокупности процессов, происходящих при трении и вызванных высоким уровнем напряжений, влиянием окружающей среды (см. гл. 4), значительными объемными и поверхностными температурами и температурными градиентами. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что процессы структурных изменений при трении локализуются в тонких поверхностных слоях, и активная зона может быть отнесена к тонкопленочным объектам. Масштабный эффект сопровождается многообразием отклонений физических и физико-химических свойств системы от монолитного состояния для сплавов наиболее характерной особенностью является значительное изменение пределов растворимости. Кроме того, структура поверхностей трения является диссипативной, т. е. образующейся и поддерживаемой в нелинейной системе с большим числом степеней свободы с помощью внешнего источника энергии [71, 109]. Вторичная структура (диссипативная структура, формирующаяся при трении) — результат неустойчивости, образуется вследствие флуктуаций мерой скорости ее образования является производство избыточной энтропии. Структура поверхности трения — это новое состояние вещества вдали от равновесия и неустойчивости, порожденное потоком свободной энергии и приводящее к новым типам организации материи за [c.139]

При изменении способа совмещения компонентов (переход от А к В) возрастает неустойчивость процесса, т. е. ухудшается воспроизводимость материала. Одновременно возрастает общая структурная неоднородность материала и изменяются все технические характеристики лакокрасочного материала и покрытия. Таким образом, поскольку создание структурной неоднородности является фактором оптимизации свойств материала, в лакокрасочной технологии широко используют комбинированный и принудительный способы совмещения компонентов, хотя самопроизвольные процессы химической технологии более выгодны (требуются меньшие затраты энергии). [c.7]

Следует иметь в виду, что структурные изменения, происходящие в сплаве при той или иной температуре, могут быть либо устойчивыми и оказывать влияние на характеристики материала при его эксплуатации в условиях других температур, либо неустойчивыми (например, при нагреве или охлаждении исходная структура может восстанавливаться). Изучению особенностей изменений структуры жаропрочных материалов посвящены работы отечественных и зарубежных исследователей [2, 14, 17 и др.]. [c.252]

Еще несколько десятилетий тому назад было замечено [59], что деформированные кристаллы обладают неустойчивостью структуры и свойств, особенно во внешних полях (механических и термических). Изложенный в настоящей главе экспериментальный и теоретический материал показывает, что нестабильность свойств деформированных кристаллов физически оправдана и, в принципе, не может быть устранена. Дело в том, что большинство практически важных свойств являются структурно чувствительными, а структурообразование является неотъемлемым свойством диссипативной системы в условиях, далеких от равновесия, при непрерывном притоке энергии и вещества. Самоорганизация такой системы (т. е. создание в ней структуры) является необходимым условием ее существования во внешнем механическом поле, т. е. в процессе деформации. После удаления внешнего поля структура грубо говоря, материалу не нужна, в ряде случаев она преобр.1зуется в кристаллическую с дефектами, а часто даже исчезает с помощью различных механизмов. В новом механическом поле возможно быстрое наступление структурной неустойчивости, связанное с потерей пластичности вследствие макроскопической локализации дефектов (см. п.3.2). [c.99]

В отличие от этого подхода, базирующегося на дислокационной теории пластической деформации, в работах [20, 21] и ряде других на основании большого количества экспериментальных данных по исследованию структуры материала, деформированного в условиях одновременного действия высокого давления и сдвиговой деформации, сделан вывод о неприменимости традиционных дислокационных представлений о механизме пластического течения в указанных условиях, так как исходя из них нельзя объяснить квазижидкое течение материала и образование в нем аморфных состояний. В работе [22] жидкоподобное течение материала внутренних границ раздела в условиях локализации деформации расс.матривается как течение материала, находящегося в высоковозбужденном структурно неустойчивом состоянии, характеризующемся аномально высокой интенсивностью перестроек атомной структуры. В настоящее время теория сильновозбужденных состояний в кристаллах начинает интенсивно развиваться [23]. Так, в работе [24] дана феноменологическая теория перестройки конденсированной среды под действием интенсивных возмущений. Доказано, что сильное внешнее возмущение должно приводить к коллективной перестройке конденсированного состояния атомов. Если общим свойством невозбужденных конденсированных систем является периодическое расположение атомов в узлах решетки, положения которых отвечают точкам минимумов потенц 1альн( го рельефа, и в уел виях слабого возбуждения, когда допустимо адиабатическое приближение, картина колебаний атомов определяется заданием потенциальной энергии атомов в зависимости от величины смещений, то с увеличением возбуждения возможна перестройка потенциального рельефа атомов, причем минимумы потенциала невозбужденной системы могут смещаться и даже исчезать. При этом могут возникать особенности пластического течения в условиях интенсивной пластической деформации, кото- [c.151]

При вязком разрушении по механизму образования, роста и объединения пор критической величиной служит, как правило, пластическая деформация е/ в момент разрыва — образования макроразрушения. Для расчета е/ Томасоном, Макклинтоком, Маккензи и другими исследователями предложен ряд моделей, в которых критическая деформация при зарождении макроразрушения связывается с достижением некоторой другой эмпирической критической величины, например с критическим расстоянием между порами, с критическими напряжениями в перемычках между порами, с критическим размером поры и т. п. Альтернативным подходом к определению ef, не требующим введения эмпирических параметров, является физико-механическая модель вязкого разрушения, использующая понятие микро-пластической неустойчивости структурного элемента. В модели предполагается, что деформация sf отвечает ситуации, когда случайное отклонение в площади пор по какому-либо сечению структурного элемента не компенсируется деформационным упрочнением материала и тем самым приводит к локализации деформации по этому сечению, а следовательно, к потере пластической устойчивости рассматриваемого элемента без увеличения его нагруженности. [c.147]

Будем полагать, что в момент начала процесса неустойчивого деформирования за счет наличия пор нагруженность материала такова, что его реология начинает подчиняться закону упругопластического, а не упруговязкого деформирования. При этом принимается, как и в подразделе 2.2.2, что локальное изменение деформации в характерном сечении не приводит к изменению соотношения компонент тензора напряжений (а следовательно, и параметров qn = a fOi и q,n omfoi) в структурном элементе. Окончательно условие достижения критической деформации при межзеренном разрушении формулируется аналогично условию предельного состояния в случае внутризеренного вязкого разрушения [c.156]

Полученные данные свидетельствовали о структурно-ориентационной неустойчивости мезоструктуры в поле приложенных внешних сил. и выявляемые полосы с мелкими зернами оказывали на критическое состояние материала при переходе от мезо- к макроскопическому масштабу. Они оказывались предвестником образования ые-сплошностей, способных насквозь пересечь деформируемую листовую заготовку. Установлено, что управляющим параметром в использованной термомеханической обработке являлось критическое обжатие, связанное с де юрмационными возможностями сплава. [c.31]

Для возникновения трещины и особенно для ее распространения через границы зерен н более прочные структурные составляющие всегда требуется наличие некоторого напряжения. Однако если при меньшем напряжении наступает состояние неустойчивости пластической деформации группы зерен или всего образца, то будет иметь место полностью или частично вязкое разрушение. Это связано с тем, что, с одной стороны, должно быть выполнено условие образования достаточно большого числа свободных дислокаций, накопление которых привело бы к образованию трещины, и, с другой, — должно иметь место эффективное упрочнение (блокирование дисклокаций) для увеличения сопротивления пластической неустойчивости материала в данном объеме и ограничения развития пластической деформации образца. [c.303]

Поскольку структурные изменения могут оказывать специфическое влияние на сопротивление ползучести как при пониженных itmin), так и высоких (/max) температурных ступенях цикла, то следует различать структурные изменения, происходящие при tmin и tmax. Поэтому ДЛЯ анализа поведения материала при циклически изменяющейся температуре необходимо знать характер и степень влияния структурных изменений при низких температурах на характеристики материала при высоких, и наоборот. Структурные превращения, происходящие при той или иной температурной ступени цикла, могут быть либо устойчивыми и оказывать влияние на характеристики материала при остальных температурных ступенях либо неустойчивыми (например, при нагреве или охлаждении исходная структура может восстанавливаться). [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...