Растяжение изотермическое

Как видно, если материал подчиняется линейному закону Гука в изотермических условиях, при адиабатическом деформировании зависимость между напряжением и деформацией перестает быть линейной. Однако нелинейность эта весьма слабая. Предположим, что растяжение начато при температуре Го, тогда в начальный момент было 5 = О, и весь процесс деформирования происходит при нулевом значении энтропии. Положим 5 = 0 в (2.9.10) и разложим экспоненту в ряд, ограничиваясь двумя первыми членами. Получим следующий результат [c.69]

Если хотя бы одна фаза (или несколько фаз) материала относится к типу ТСМ-2, о котором шла речь в разд. II, Г, то принцип соответствия для нестационарных температурных режимов вообще не выполняется. Более того, сам такой композит еще сложнее с точки зрения реологии, чем ТСМ-2. Однако для важного частного случая неизотермическое поведение таких материалов можно описать при помощи изотермических характеристик их фаз. Это имеет место в том случае, когда эффективные характеристики при изотермических условиях удовлетворяют равенству (130), а модули при растяжении — равенству (133). Можно показать, что в этом случае определяющие уравнения получаются заменой интегралов в уравнениях (63) и (64) (с применением формул (130) и (133)) интегралами вида (50), (56) или (57). Результаты еще больше упрощаются, если все эффективные характеристики удовлетворяют соотношению (130) тогда, например, интегральное соотношение (142) принимает вид [c.161]

Предварительная деформация сжатием до 5% со скоростью 100 мм/ч более чем в два раза замедляет процессы деформационного старения этих материалов при последующей изотермической выдержке при 650° С по сравнению с деформацией растяжением. 247 [c.204]

Микроструктурные особенности деформационного старения образцов при различных временах изотермической выдержки в полуциклах растяжения и сжатия исследовали методами световой, электронной и интерференционной микроскопии, а также измерением микротвердости. При каждом режиме испытания образцы подвергали 1 3 5 7 и 10 циклам нагружения (продолжительность каждого цикла составляла 7 мин). [c.216]

Образцы вольфрама W . испытывали в интервале температур от 1500 до 3000° С. На рис. 118 помещена микрофотография, снятая с участка возле зоны разрушения образца разрушение наступило в результате испытания во время изотермического нагрева при 2000° С и растяжения со скоростью [c.248]

Для случая растяжения цилиндрического образца в изотермических условиях можно записать видоизмененное уравнение Надаи [c.51]

Сопротивление усталости образцов после изотермического нагрева в вакууме для снятия остаточных макронапряжений по сравнению с образцами без такой термообработки на базе испытаний 100 млн. циклов несколько возрастает независимо от величины и знака остаточных макронапряжений. При малой базе испытаний сопротивление усталости образцов одно и то же для обеих групп, независимо от того, были ли в образце остаточные напряжения растяжения или сжатия или их не было. [c.194]

Изыскания в области броневой стали явились отличной школой по изучению путей достижения высокой прочности и особенностей поведения стали в процессе деформации и разрушения. Крупный вклад в этом направлении был внесен А. С. Завьяловым, Г. А. Капыриным, П. О. Пашковым и др. Работы над усовершенствованием брони показали также исключительное значение для высокопрочной стали технологических решений (о значении для авиационной брони изотермической закалки и закалки под штампом, являвшейся одним из вариантов высокотемпературной термомеханической обработки, уже было сказано выше). Весьма существенно, что в результате этих работ выявилась необходимость отказаться от показателя прочности как имманентного свойства материала, однозначно определяемого при испытании стандартных образцов, например на растяжение. [c.194]

Напряженные состояния, реализуемые в сходственных точках внешней и внутренней поверхностей при термоциклическом и изотермическом механическом режимах, показаны на рис. 4.29, бив соответственно. Плоское напряженное состояние (од 0,8а ) реализуется на внешней поверхности при термоциклическом нагружении и на внутренней при изотермическом, причем характер НДС не одинаков для первого режима - все компоненты сжимающие, для второго - растягивающие. Окружные напряжения Од на внутренней поверхности корпуса при термоциклическом нагружении (кривая 4) и на внешней при изотермическом механическом (кривая 5) пренебрежимо малы. В связи с этим в соответствующих точках реализуется практически одноосное напряженное состояние при высоком уровне меридиональных напряжений (кривые 2 и 7), причем при термоциклическом нагружении доминирует осевое растяжение, при изотермическом — сжатие. [c.193]

Изотермическая закалка позволяет получить величину предела прочности при растяжении до 110—120 кГ/мм . [c.141]

Заготовки, полученные методом пластической деформации в холодном или горячем состоянии, обычно имеют неоднородную твердость и неблагоприятную для резания структуру металла. Для устранения указанных недостатков заготовки перед механической обработкой подвергают нормализации, улучшению, отжигу, отпуску. Наилучших результатов при обработке заготовок из легированных сталей достигают при изотермическом отжиге. После изотермического отжига заготовки имеют крупнозернистую ферритно-перлитную структуру с твердостью НВ 156 — 207 и пределом прочности при растяжении Стд = = 520 -г 686 МПа. Если заготовки имеют пониженную твердость, то при обработке зубьев металл налипает на режущие кромки инструмента, параметр шероховатости поверхности повышается. Слишком твердый материал вызывает повышенное изнашивание инструмента. [c.356]

Чтобы определиться с терминологией для ее последующего употребления, приводим на рис. 10.1, а—в схему петель гистерезиса, соответствующих испытаниям на изотермическую усталость, изотермическую усталость с задержкой в области сжимающего напряжения и термомеханическую усталость, при которой наивысшая и наинизшая температуры совпадают соответственно с максимальными деформациями сжатия и растяжения. Для петли гистерезиса, отвечающей сочетанию режимов усталости и ползучести, даны значения деформации полной (Ае,), неупругой (Ае, ) и ползучести (АЕс)- Для всех показанных циклов отношение минимальной деформации к максимальной деформации Rf. = —1. [c.337]

Рис. 2.10. Влияние длительности выдержки и формы цикла нагружения на сопротивление малоцикловой усталости коррозионно-стойких сталей в изотермических условиях (жесткий режим) при растяжении-сжатии (сплошные линии) и циклическом изгиба (штриховые линии) [123, 124]

Наибольшие повреждения за счет выдержки в полуцикле растяжения при изотермических (точки 15) и неизотермических (точки 16) испытаниях соответствуют кривой III. Характер кривых II и III показывает, что для рассматриваемого материала может быть установлено пороговое значение длительности выдержки примерно 20 мин, после которого длительность выдержки не влияет на сопротивление малоцикловой усталости. Кривая IV отражает результаты испытаний, когда выдержка осуществляется и при сжатии и при растяжении в цикле одновременно. Положение кривой III по отношению к кривой IV говорит об эффекте залечивания , свойственного режиму нагружения с выдержкой в полуциклах сжатия. [c.56]

Таким образом, для оценки повреждаемости материала в условиях жесткого режима для изотермического и неизотермического малоцикловых нагружений необходимо учитывать влияние температуры и скорости деформирования на этапах нагружения и разгрузки, а также выдержки в полуцикле растяжения и сжатия. [c.56]

Функцию Ф(( ) МЫ будем называть потенциалом перемещении, формула (5.2.7) составляет содержание теоремы Кастилья-но. Потенциал Ф называют также дополнительной работой, как п в случае просто го одноосного растяжения. Вспомивая опреде-леппе основных термодинамических потенциалов, мы убеждаемся, что для адиабатического процесса Ф представляет собою энтальпию, для изотермического — свободную энталытию. [c.150]

Для проведения изотермических испытаний при активном нагруншнии с регистрацией диаграмм деформирования и основных механических характеристик статической прочности и пластичности материалов, а также осуществления циклических испытаний при мягком и жестком нагружении с получением диаграмм циклического деформирования и кривых усталости в Институте машиноведения используются установки собственной конструкции растяжения — сжатия механического типа с максимальной гру-зоспособностью 10 тс. Они обладают широким диапазоном скоростей перемещения активного захвата (частота циклического [c.233]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Непостоянство температуры в цикле проявляется при это.м не только в изменении вида петли гистерезиса (рис. 80), но и в положении ее относительно осей координат. При неизотермическом нагружении петля а—е смещена так, что энергия деформирования в полуциклах растяжения и сжатия различна, и это определяется не только эффектом Баушингера (как это имеет место при изотермическом нагружении), но и разными механическими свойствами материала при различных значениях температуры. Следствием этого является различие в величинах повреждаемости, накапливаемой в четных и нечетных полуциклах. Обычно при жестком нагружении термическими напряжениями основная доля повреждаемости накапливается при t=iш sL, т. е. в нечетных полуциклах (при действии сжимающих напряжений). Создается асимметрия цикла по товреждаемости это приводит к наличию максимума по оси N для зависимости а —N [c.140]

Сравнивая полученные в настоящей работе экспериментальные данные с основными закономерностями развития повреждений в условиях статического и циклического видов нагружения, природу развития несплошностей в условиях испытаний на термическую усталость можно представить следующим образом. В процессе испытания на термическую усталость, а также во время изотермической выдержки при верхней температуре цикла развивается межзеренное проскальзывание. Следует полагать, что при накоплении определенного числа циклов величина смещения зерен относительно друг друга достигает критического значения, при котором образуются субмикроскопические несплош-ности на межзеренных границах. Если такое состояние границы возникает в условиях высокотемпературного растяжения, то приложенные нормальные растягивающие напряжения обеспечивают их быстрое раскрытие в клиновидные трещины, наб.людаемые в оптический микроскоп. Однако в условиях термоциклирования металл в диапазоне температур Тщах испытывает снижающие напряжения, что стабилизирует указанную структуру границ зерен, несмотря на продолжающийся процесс межзеренного про- [c.49]

При исследовании по схеме ВТМИЗО после предварительной деформации замыкаются РВИ, К5 и Кб под током, контакты Кб разомкнуты. Нагрев образца прекращается. Ламели подводятся к образцу, и происходит его охлаждение. При достижении необходимой температуры изотермической выдержки конечный выключатель ВК2 размыкает К5 и ламели отводятся от образца. При этом замыкается цепь К1 (выдержка при низкой температуре). После заданной выдержки срабатывают РВИ (включение ЭММ) и РВ21 (растяжение). Нагружение образца с записью кривой растяжения при заданной температуре производится до его разрушения. [c.52]

Характер изменения микротвердости стали Х18Н10Т в процессе старения при 650° С свидетельствует о том, что скорость предварительной деформации растяжением существенным образом влияет на развитие процессов деформационного старения. В образцах, деформированных на 5% со скоростью 140 мм/ч (рис. 1), наблюдается повышение микротвердости в течение первого часа изотермической выдержки уменьшение степени деформации до 17о приводит к повышению микротвердости только после 4—5 ч. Начальное снижение микротвердости, по-видимому, связано с влиянием повышенной температуры. Увеличение времени изотермической выдержки при 650° С до 11 ч приводит к дальнейшему повышению микротвердости. [c.64]

Таким образом, проведенное исследование показало, что наиболее чувствительными характеристиками к изменению структурного состояния изученных сталей в процессе деформационного старения являются уровень микроискажений кристаллической решетки матрицы и геометрические параметры выделившихся частиц второй фазы. Влияние предварительной холодной пластической деформации растяжением в исследованных режимах на механизм деформационного старения стали 0Х18Н10Ш обнаруживается в появлении двух стадий процесса, связанных с сегрегацией углерода и азота на дислокациях (в течение первого часа изотермической выдержки) и образованием частиц второй фазы (при выдержке до 3 ч). Дальнейшее старение до 1000 ч приводит к коагуляции и перераспределению дисперсных частиц уровень стабилизации структурного состояния материала при этом существенно не меняется. [c.204]

В табл. И приведены результаты определения предела прочности при растяжении композиции Ti—25% борных волокон после изотермических отжигов при 870° С различной продолжительности. Для сравнительной оценки удобно пользоваться нормированной прочностью От/аао, где о — средняя прочность волокон (композиции) после отжига при температуре Т в течение времени т, а ff2o — исходная средняя прочность при комнатной температуре. Уже после 30-минутного отжига нормированная прочность композиции составляет 65% и в дальнейшем мало изменяется, несмотря на увеличение толщины слоя диборида титана с 7000 и до 100 ООО А. Деформация волокон после 30-минутного отжига составляет 0,27% и близка к деформации разрушения массивного TiBj. [c.76]

На основе развития теорий течения с остаточными микронапряжениями (с целью отразить эффект Баушингера, свойственный циклическим процессам, релаксацию при выдержках и анизотропию упрочнения) и использования метода конечного элемента осуществляются вычислительные решения краевых задач при циклическом нагружении в изотермической и неизотермической постановке. Примером осуществления такого решения в Горьковском физико-техническом институте под руководством А. Г. Угодчи-кова является задача о концентрации деформации и напряжений в пластине из стали Х18Н9Т с круглым поперечным отверстием при пульсирующем малоцикловом растяжении, сопровождающемся синфазным циклическим изменением температуры. На рис. 18 представлена схема двух следующих друг за другом циклов нагружения с указанием последовательных стадий (обозначены цифрами), для которых производился расчет полей методом конечного [c.25]

С учетом специфики работы рассматриваемой детали, процесс циклического деформирования в локальных зонах переходных поверхностей радиусами R и Rg в течение неизо.термического цикра малоциклового нагружения можно описать замкнутой петлей упругопластического деформирования, реализующегося при изменении температуры в диапазоне 150. .. 650 °С. При этом полуцикл растяжения соответствует высоким температурам, полуцикл сжатия - низким. Считаем, что каждому циклу изотермического нагружения длительностью Гц (см. рис. 3.5, а) соответствует цикл изотермического упругоппастического деформирования при максимальной температуре (см. рис. 3.5, в). Кроме того, принимаем, что каждой изотермической диаграмме деформирования в четных (к) и нечетных (к + 1) полуциклах соответствует обобщенная диаграмма циклического деформирования [ 3 ]. Для построения диаграммы циклического деформирования в неизотермических условиях в к-м и (к + 1)-м полуциклах (см. рис. 3.5, б) применяем корректирующие поправки на неизотермичность на этапах нагрева (150. .. 650 С) и охлаждения (650. .. 150 °С) соответственно. [c.137]

Режим малоциклового неизотермического нагружения существенно влияет на малоцикловую долговечность конструктивного элемента. Сравнение кривых 2 к 4, полученных с помощью МКЭ, показьшает, что смещение кривой 4 для синфазного неизотермического нагружения относительно кривой 1 ддя изотермического режима связано с недостаточным проявлением в полуцикле сжатия (при низких температурах) эффекта залечивания повреждений, возникающих в полуцикле растяжения за пределами упругости при высокой температуре, а снижение малоцикловой долговечности в этом случае (на порядок и более) достаточно хорошо подтверждается данными испытаний образцов на малоцикловую усталость. [c.149]

На рис. 3.20, б д приведены схемы режимов циклического изотермического нагружения гофрированной оболочки сильфонного компенсатора регулярного циклического (б) и с выдержкой при растяжении (в) и сжатии (г), а также с двусторонними выдержками (d). В течение характерного периода 7ц эксплуатащ1и сильфонного компенсатора на оболочку действуют циклическая (в течение времени т) и постоянная (в течение времени г ) нагрузки. [c.153]

Этот полином получен на основании данных для приведенных изобарно-изотермических потенциалов NO2, N0 и О2, рассчитанных Гурвичем и Ртищевой [25] с учетом ангармоничности колебаний и центробежного растяжения молекул при вращении. Значение теплового эффекта при температуре 7 = 0°К было принято равным 25,626 кал,1моль [29]. [c.18]

Кузовы деревянные по конструкции в основном идентичны кузовам изотермических вагонов. Боковые стены состоят из деревянных ферм раскосно-стоечной конструкции, в которых раскосы работают на сжатие. Растяжение воспринимается металлическими струнами, которыми верхние и нижние пояса стягиваются (по стойкам) с боковой балкой нижней рамы. К металлической раме вагона болтами крепится деревянная подпольная рама кузова, соединяемая с ним шипами и угольниками. [c.683]

Интенсивность протекания данного процесса определяется зависимостью функций С t) и X , о) от температуры и условий нагружения. Изменение функции С f) с ростом температуры обычно невелико Г14], и влияние неизотермичности на величину повреждения в цикле определяется в основном соотношением второго /а и третьего — /3 интегралов в (12.7). При изотермическом растяжении—сжатии 1а, и (12.7) после интегрирова- [c.265]

При синфазном нагружении, когда максимум температуры достигается в полуцикле растяжения, а минимум — в полуцикле сжатия, 2 > 3 и величина повреждения оказывается большей, а долговечность — соответственно меньшей, чем в случаев = onst. При противофазном нагружении I2 < з, однако увеличения долговечности в эксперименте не наблюдается, что может быть объяснено изменением механизма разрушения [18]. При циклическом кручении в изотермических и неизотермических условиях а = О, и повреждение определяется первым интегралом в (12.7). Отмеченное находится в соответствии с результатами испытаний стали 12Х18Н10Т при растяжении—сжатии и кручении в изотермических (i = 650° С) и неизотермических (i = 150° 650° С) [c.266]

Были также проведены испытания на стали Х18Н9, в которых температура оставалась постоянной в пределах каждого полу-цикла и изменялась при переходе через нуль по напряжениям в процессе одноминутной выдержки при о = О (режим е, см. рис. 5.3). Нагружение осуществлялось при постоянной амплитуде деформаций блоками с двумя уровнями температуры 150 и 650° С. Первый блок соответствовал комбинации растяжение—650° С, сжатие — 150° С второй — растяжение — 150° С, сжатие — 650° С. Чередование блоков происходило через 30, 5 и 1 цикл изменения деформаций. В этом случае, как и при линейном изменении температуры в пределах цикла, было отмечено удовлетворительное соответствие полученных диаграмм деформирования результатам изотермических испытаний. Причем число циклов в блоке практически не сказывалось на ходе диаграмм деформирования. Пунктирными линиями на рис. 5.8 показаны диаграммы изотермического нагружения (150 и 650° С), сплошными — блочного неизотермического нагружения. Диаграммы соответствуют стабилизированному состоянию материала. [c.120]

Кривые 3 ш 4 соответствуют неизотермическому циклу с такими же скоростями деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. Температура в пределах каждого полуцикла оставалась постоянной растяжение — 650, сжатие — 150 С и изменялась при 0 = 0. Как видно из рис. 5.13, независимо от уровня температуры в полуцикле сжатия кривые 1 и 3 практически совпадают при равных скоростях деформирования и одинаковой амплитуде необратимых деформаций. Вместе с этим был отмечен обратный эффект — влияние деформаций ползучести, развивающихся при высокой температуре, на ход кривой активного нагружения в последующем полуцикле с более низкой температурой. В этом случае в эксперименте наблюдается некоторое смещение кривой активного нагружения вниз по сравнению с неизотермическими испытаниями без выдержек. На рис. 5.14 показаны диаграммы деформирования стали Х18Н9 при неизотермическом нагружении, характерные для стабильного цикла. Нагружение осуществлялось по жесткому режиму с контролируемым законом изменения деформаций, температура изменялась в момент перехода через нуль по напряжениям от 150 до 650° С в процессе одноминутной выдержки. Кривые 1 ж 2 соответствуют циклу без выдержки, 3 и 4 — циклу с выдержкой при растяжении. Выдержка осуществлялась при 0 = onst до момента достижения заданного значения деформации. Как следует из рис. 5.14, смещение кривой 4 относительно кривой 2 составляет 10—15%. Отмеченное влияние деформаций ползучести при высокой температуре на активное нагружение при более низкой температуре может быть описано, как уже указывалось выше для изотермического случая, с использованием подходов, изложенных в главах 6, 7. [c.126]

Для каждого из перечисленных выше подходов к получению уравнений состояния базовыми по мере усложнения условий нагружения оказываются эксперименты при однократном растяжении с варьируемыми скоростями деформирования и изотермические циклические испытания с заданными скоростями деформп- [c.235]

Режимы, показанные на рис. 1.19, а, д, сопровождаются циклическим характером изменения напряжений или уиругопластиче-ских деформаций при постоянной температуре без выдержки (а — г, и) или с выдержкой (д — з) под нагрузкой в полуцикле растяжения или сжатия, либо в обоих полуциклах. Процесс накопления предельных повреждений и разрушения в этом случае определяется как изотермическая малоцикловая усталость. [c.35]

Форма цикла нагружения и нагрева при мягком режиме испытаний сильно влияет на особенности накопления односторонних деформаций. Интенсивность деформационных процессов (рис. 2.14), сопутствующих малоцикловому нагружению в изотермических и неизотермических условиях, зависит от формы циклов механического нагрул<еиия и нагрева, а также от их сочетания (рис. 2.14, б). Если ширина петли унругопластического гистерезиса с увеличением числа циклов для разных режимов примерно постоянна, то ее значение в цикле определяется при режиме, когда полуциклы растяжения н сжатия реализуются соответственно при максимальной и минимальной постоянных температурах цикла. Процесс развития одностороннего формоизменения с большей интенсивностью происходит [c.59]

В целях снижения склонности образцов к потере устойчивостн при статическом н циклическом нагружения используют в условиях растяжения-сжатия, как и при изотермических испытаниях, корсетные образцы с радиусом корсета 60 мм и минимальным диаметром 10 мм. [c.108]

Такой подход при оценке длительных статических и усталостных повреждений при плоском напряженном состоянии при изотермическом малоцикловом нагружении реализован в исследованиях (46]. Изучали пластичность теплоустойчивой стали 15Х2МФА при различных видах напряженного состояния чистое кручение /7 = 0, чистое растяжение Я =1, кручение с растяжением 0 Я 2, трехосное растяжение 2,5s //s 4,2. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...