Анизотропия свойств металлов

Анизотропия свойств металлов. В отличие от аморфных, жидких и газообразных тел, которые являются телами изотропными, так как их свойства одинаковы на каждой плоскости и в любом кристаллографическом направлении, В кристаллическом теле расположение атомов и расстояния между ними изменяются в зависимости от плоскости и кристаллографического направления (рис. 13). В системе плоскостей с наибольшей плотностью атомов имеются наибольшие расстояния между соседними пло- [c.26]

Исследования последних лет показали, что возникновение поверхности само по себе вызывает анизотропию свойств металла в приповерхностном слое. Теоретические расчеты и экспериментальные наблюдения показывают, что происходит перестройка поверхности металла. Например, на гранях монокристалла вольфрама отмечается перегруппировка атомов в верхней плоскости параллельно самой себе. На других металлах, по данным ДМЭ, периодичность расположения атомов в поверхностных слоях различных граней монокристаллов отличается от объемной и свидетельствует о перестройке поверхности. Это наблюдается на платине, золоте и никеле. [c.35]

Анизотропия свойств металлов. Нетрудно видеть, что плотность располо -кения атомов по различным плоскостям (так называемая ретикулярная плотность) неодинакова. Так, плоскости (100) в ОЦК решетке принадлежит лишь один атом ((1/4) х 4), плоскости ромбического додекаэдра (110)—два атома один атом вносят атомы, находящиеся в вершинах [( /4) X 4], и один атом в центре куба, В ГЦК решетке плоскостью с наиболее плотным расположением атомов будет плоскость октаэдра (111), а в ОЦК решетке — плоскость (ПО). [c.16]

Текстура Преимущественная ориентация кристаллической решетки и/или зерен в поликристалле. Появление текстуры приводит к анизотропии свойств металла [c.345]

Анизотропия свойств металлов 49, 83 [c.218]

Анизотропия свойств металла может быть обусловлена механической или кристаллической анизотропией, или их совместным действием. При относительно малых [c.131]

Для испытания основного металла используют круглые или плоские образцы по ГОСТ 1497—61. Для выявления степени анизотропии свойств металла испытывают поперечные и продольные образцы. [c.100]

Технологическую пробу на изгиб (ГОСТ 14019—68) основного металла (толщиной б мм) выполняют на образцах шириной 6 = 26 и длиной = 5б-М50 мм. Образец устанавливают на двух опорах в испытательной машине и изгибают около закругленного (б й 4б) конца плоской оправки. Мерой пластичности испытываемого металла служит угол изгиба образца до появления первой трещины. Образцы пластичного металла доводят до сплющивания и фиксируют появление или отсутствие трещин на растянутой их поверхности. Для выявления анизотропии свойств металла испытывают образцы, вырезанные вдоль и поперек направления прокатки. [c.102]

Для выявления анизотропии свойств металла испытывают поперечные и продольные образцы. [c.192]

Гексагональные монокристаллы, обладающие более низкой симметрией, чем кубические, характеризуются соответственно более сильной анизотропией свойств. Сказанное справедливо и в отношении текстурированных поликристаллов с гексагональной решеткой. Однако в данном случае почти нет единых закономерностей. Для металлов и сплавов с разным соотношением с[а эти отношения различны. [c.295]

Литые и обработанные давлением металлы обычно проявляют анизотропию свойств особенно таких показателей пластичности, как относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость. Обычно литой металл менее пластичен, чем обработанный давлением, причем пластичность литых металлов вдоль направления столбчатых кристаллов больше, чем поперек этого направления. Анизотропия свойств частично сохраняется и после пластической деформации, причем образцы, вырезанные в направлении наибольшей деформации, более пластичны, чем в других направлениях. Причинами анизотропии свойств являются [c.433]

В металлах, имеющих о. ц. к. решетку, анизотропия свойств усиливается при наличии примесей внедрения. В однофазных чистых металлах анизотропия свойств определяется в основном текстурой. После отжига, приводящего к исчезновению текстуры, анизотропия механических свойств исчезает. Легирование, приводящее к образованию твердого раствора или многофазного сплава, хотя и увеличивает предел прочности и иногда величину равномерного удлинения, практически всегда уменьшает сужение поперечного сечения, за исключением тех случаев, когда введение легирующего элемента [c.433]

Результаты исследования анизотропии свойств крупных слитков свидетельствуют о больших резервах деформируемости литого металла в связи с тем, что пластичность литой стали выше в направлении осей дендритов. Отсюда следует важный вывод, что при совпадении осей кристаллитов с направлением прокатки резко повышается пластичность металла в слитках и уменьшаются энергосиловые затраты на деформацию. [c.504]

Упрочнение металла при наклепе объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, междоузельных атомов), а также торможением дислокаций в связи с измельчением блоков и зерен, искажением кристаллической решетки В результате наклепа образуется текстура, обладающая значительной анизотропией свойств В некоторых случаях наклеп является единственным способом упрочнения металлов и сплавов, которые не упрочняются термической обработкой, например, чистые металлы, однофазные сплавы твердых растворов. [c.26]

Чаще всего при деформации металлов с объемно-центрированной кубической решеткой образуется ось текстуры (110), а у металлов с гранецентрированной кубической решеткой образуются одновременно две оси 111) и (100). При плоской прокатке образуются оси и плоскости текстуры вдоль направления проката лежит ось текстуры, а плоскость текстуры — в плоскости проката. У металлов с решеткой ОЦК возникает текстура (100) [001], с решеткой ГЦК (110) [112] и [112] [111]. Образование текстуры приводит к анизотропии свойств например, при образовании у трансформаторного железа (железо с 3% Si) ребровой и кубической текстуры (рис. 61) [c.81]

Если заготовки из одного и того же материала получать различными способами (литье, обработка давлением, сварка), то они будут обладать неидентичными свойствами, т. к. в процессе изготовления заготовки происходит изменение свойств материала. Так, литой металл характеризуется относительно большим размером зерен, неоднородностью химического состава и механических свойств по сечению отливки, наличием остаточных напряжений и т. д. Металл после обработки давлением имеет мелкозернистую структуру, определенную направленность расположения зерен (волокнистость). После холодной обработки давлением возникает наклеп. Холоднокатаный металл прочнее литого в 1,5...3,0 раза. Пластическая деформация металла приводит к анизотропии свойств прочность вдоль волокон примерно на 10... 15 % выше, чем в поперечном направлении. [c.26]

Итак, мы разобрали кристаллическое строение металлов и увидели строго упорядоченное расположение атомов в пространстве относительно друг друга. Из этого вытекает такая важная особенность, присущая всем кристаллическим телам, как анизотропия свойств. [c.9]

Металлы, применяемые на практике, имеют поликристаллическое строение, поэтому в них обычно существенным является рассеяние, связанное с упругой анизотропией. Это явление заключается в том, что в кристаллах значения модулей упругости (а следовательно, и скоростей звука) зависят от направления относительно осей симметрии кристалла. С точки зрения упругих свойств вольфрам является изотропным материалом для некоторых других металлов анизотропия свойств возрастает в таком порядке магний, алюминий, титан, уран, железо, никель, серебро, медь, цинк. [c.194]

Анизотропия металла. В настоящее время практически во всех нормативных документах на УЗК сварных соединений его параметры выбираются без учета анизотропии свойств, что в ряде случаев, в частности при контроле стыков труб большого диаметра, приводит к погрешностям результатов контроля. Вследствие анизотропии механических свойств заметно изменяются ско- [c.316]

Анизотропия свойств проката не только влияет на скорость волн в разных направлениях, но и резко ослабляет амплитуду сигналов вследствие интерференции и рассеяния. На рис. 6.27 приведены кривые изменения амплитуды сигналов, отраженных от пересечения просверленного отверстия с внутренней поверхностью трубы, в зависимости от направления прозвучивания и углов ввода, полученные при использовании совмещенного преобразователя. Отметим, что в отличие от изотропного материала амплитуда сигнала в этом случае сильно зависит от направления прозвучивания. При а 70 для ф =-90° амплитуда сигнала значительно выше, чем при ф -= 0°. Это объясняется текстурой проката. При любом ф =/= 0 90 волна, вводимая в металл, разлагается на две компоненты, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях и распространяющиеся с разными скоростями (см. рис. 6.27). При изменении (р сдвиг фаз этих компонент [c.327]

При изменении температуры микронапряжения могут возникнуть из-за наличия в металле различных по природе компонентов с различными коэффициентами линейного расширения (например, зерна графита в чугуне, случайные включения), а также из-за анизотропии свойств отдельных зерен, особенно для металлов с некубической решеткой, обусловливающей различие в величине линейного расширения по разным кристаллографическим осям. Например, при охлаждении чугуна напряжения около зерен графита составляют 14—140 кгс/мм , так как коэффициенты линейного расширения сильно различаются углерода — 0,000003 феррита — 0,000015 цементита — 0,000012 [49]. [c.59]

Характерным для свойств металла, полученного методом электрошлакового или вакуумного дугового переплава, является снижение анизотропии, повышение пластических свойств и сопротивляемости стали действию ударных нагрузок. [c.65]

В подразд. 6.2 достаточно подробно описано формирование структуры аустенитного шва с транскристаллитным строением, обусловливающим существенную анизотропию свойств металла шва. Показано, что по аналогии с кристаллоакустикой вследствие анизотропии возникают волны трех типов — продольная и поперечные быстрая 5Я-типа и медленна. SV-гтя, векторы которых взаимно перпендикулярны, причем их фазовые скорости не равны. Кроме того, вектор Умова, определяющий направление переноса энергии волной, в общем случае не совпадает с направлением волнового вектора. Наименьшее ослабление энергии упругих волн и их отклонение от прямолинейности наблюдаются, когда угол между осью кристаллита и направлением распространения составляет 45°. [c.348]

Под термической усталостью понимают появление в детали трещин вследствие действия циклических термических напряжений [4]. Эти напряжения возникают при отсутствии возможности свободного изменения геометрических размеров детали. Трещины термической усталости появляются после некоторого числа теплосмен. Исследования Ю. Ф. Баландина показали, что еще до образования трещин термической усталости в материале происходят необратимые структурные изменения, влияющие на кротковременные и длительные характеристики металла. Эти изменения могут также вызвать изменение размеров детали. Первые трещины термической усталости возникают на поверхности изделий и трудно различимы, особенно на литых необработанных поверхностях. При последующем увеличении числа циклов количество трещин и их размеры возрастают. Образуется сетка трещин, возникают разрывы стенок, и деталь разрушается. Следует учитывать, что действие теплосмен на деталь, как правило, происходит одновременно с действием механических нагрузок (от давления, центробежных сил и т. п.), остаточных напряжений, коррозионной среды, и т.д. Таким образом, повреждения детали определяются суммарным действием всех перечисленных выше факторов. Следует отметить, что при анизотропии свойств металла детали, т. е. при различных коэффициентах линейного расширения, могут появиться термические напряжения второго рода. [c.22]

Коэффициент запаса прочности зависит от многих факторов, к которым можно отнести разброс свойств данного металла по пределу текучести, пределу длительной прочности и пределу ползучести, анизотропию свойств металла детали, масштабный фактор и механические характеристики при одноосном напряженном состоянии. К этим факторам можно отнести также возможность пульсирующей нагрузки (с переменными интервалами по времени и температуре), степень корродирования (и вид его) по времени и эрозионный износ. Большое значение имеет степень ответственности детали, в частности — опасность в случае аварии для персонала станции, особые пусковые и аварийные режимы, термические напряжения, переходная температура хрупкости, состояние поверхности, уровень остаточных (в том числе в поверхностном тонком слое) напряжений, концентрация напряжений и целый ряд других важных факторов. [c.27]

В микрообьемах металлы рассматриваются с помощью решетчатых моделей, называемых кристаллическими решетками, наиболее распространенные виды которых приведены на рис. 33. В идеальных кристаллах решетки имеют форму правильных многогранников. В реальных условиях металлы в общем случае могут состоять из кристаллов неправильной формы, называемых кристаллитами (зернами). Правильность выбора кристаллической решетки подтверждается формой и анизотропий свойств металлов в микрообьемах. Анизотропию свойств можно представить в формализованном виде с помощью тензоров. Так, в соответствии с обобщенным законом Р.Гука связь между тензором Т, напряжений и тензором Те малых деформаций [c.117]

Для материалов с однофазной микроструктурой анизотропия свойств металла зависит от анизотропии его кристаллической структуры и стёпени предпочтительной ориентировки зерен. Можно перечислить три предельных типа предпочтительной ориентировки зерен для однофазных микроструктур а) зерна ориентированы совершенно беспорядочно б) зерна имеют волокнистую структуру с общей ориентировкой в одном из кристаллографиче- [c.424]

Анизотропия свойств металлов. Нетрудно видеть, что плотность расположения атомов по различным плоскостям неодинакова. Так, например плоскости (100) в объемноцентрированной кубической решетке принадлежит лишь 1 атом (1/4X4), плоскости ромбического додекаэдра (110) 2 атома 1 атом вносяг атомы, находящиеся в вершинах (1/4X4), и 1 атом в центре куба. В гранецентрированной кубической решетке плоскостью с наиболее плотным расположением атомов будет плоскость октаэдра (111), а в объемноцентрированной кубической решетке плоскость (ПО). [c.22]

Наличие такой полосчатой структуры вызывает сильную анизотропию свойств, т. е. различие свойств образцов, вырезанных вдоль и поперек прокатки. В основном снижение так называемых поперечных свойств проявляется на характеристиках, связанных с заключительной стадией деформации (ударная вязкость, относительное сужение), другие механические свойства менее чувствительно реагируют на полосчатость. Анизотропию свойств характеризуют отношением ХпопДпрод, где X — свойство металла в (поперечном и продольном наяравле-ниях. Обычно ударная вязкость в поперечном направлении вдвое меньше, чем в продольном (соответственно коэффициент анизотроппи 0,5) путем повышения чистоты металла по сере и кислороду, используя усовершенствованные методы выплавки пли уменьшая строчечность совершенствованием методов прокатки ( поперечная прокатка ), коэффициент анизотропии ударной вязкости повышается до 0,7—0,8. [c.191]

Между тем в металле после горячей обработки давлением (как и в холоднодеформированном металле) проявляетея анизотропия свойств. Причиной этого является текстура рекристаллизации, а также, например в стали, примеси ликвации и неметаллические включения, вытягивающиеся в направлении деформации и располагающиеся рядами между зернами феррита. Такую структуру называют строчечной. [c.88]

Применение новых методов выплавки — электрошла-кового переплава, вакуумной, дуговой и индукционной, электроннолучевой зонной плавок — позволяет получить сплавы более высокой чистоты и с меньшей сегрегацией компонентов. Снижение содержания газов и примесей цветных металлов, а также неметаллических включений уменьшает анизотропию свойств, особенно в температурном интервале горячей деформации. Применение двойного вакуумно-дугового переплава приводит к уменьшению коэффициента анизотропии механических свойств сплава ХН55ВМТКЮ при 1150°С от 1,2 до 1,15. [c.502]

Напряжения второго рода характерны для поликристаллических тел, так как они возникают в результате взаимодействия кристаллов между собой. Отдельные зерна, из которых состоит металл, не только ориентированны по-разному, но и отличаются по строению (различные модификации металла, зерна различных составных частей металла, например включения графита, инородные включения). Напряжения второг о рода являются следствием неоднородности физических свойств различных компонентов поликристалла, стесненных условий деформации отдельного зерна, а также анизотропии свойств внутри отдельного зерна. По характеру действия эти напряжения беспорядочно ориентированны в объеме металла, поскольку представляют собой результат взаимодействия множества анизотропных кристаллов. [c.42]

Следует иметь в виду, что ориентированное расположение измельченных кристаллов может вызвать некоторую анизотропию свойств, что не всегда желательно. При совмещении же деформирования (наклепа) с наложением магнитного поля механическая ориентировка, когда направлением наилегчайшего сдвига является направление [НО], не совпадает с магнитной ориентировкой (направлением легкого намагничивания является [100]). В этом случае при термо-механико-магнитной обработке указанные ориентировки накладываются, что создает практически полную изотропность высоких прочностных характеристик металла и сохраняет большой запас пластичности [95]. [c.87]

Наличие волокон с высокой жесткостью позволяет варьировать в самом широком диапазоне зависимость уд ль-ной прочности композиционных материалов от их удельной жесткости. Это обусловливает существенные преимущества композиционных материалов перед металлами, где удельная жесткость примерно постоянная при некотором изменении удельной прочности [15]. Управление удельной жесткостью и прочностью, а также другими физико-механическими характеристиками в плоскости армирования осуществляется нзд1енением укладки волокон или одноосных тканей различного плетения как в плоскости, так и по толщине пластины или изделия [2, 14]. При этом характеристики композиционных материалов перпендикулярно плоскости армирования практически не изменяются [25]. Варьирование укладки волокон приводит не только к изменению степени анизотропии свойств, при незначительном изменении сопротивления межслойному сдвигу и поперечному отрыву [20, 69]. Наличие переменной укладки по толщине приводит к существенному увеличению неоднородности структуры композиционного материала, что необходимо учитывать при расчете конструкций из таких материалов [2, 104]. Выбор закона укладки в плоскости и по толщине пакета подчиняется назначению конструкции. Таким образом, использование высокомодуль-пых волокон при традиционных схемах армирования, когда толщина изделия создается набором плоских армирующих элементов — ирепрегов или слоев ткани, не устраняет указанных выше отрицательных особенностей композиционных материалов. [c.8]

Металлы, применяемые на практике, имеют поликристалли-ческое строение, и затухание волн в них предопределяется дву.мя основными факторами рефракцией и рассеянием ультразвука вследствие анизотропии механических свойств металла. В результате рефракции фронт ультразвуковой волны отклоняется от прямолинейного направления распространения и амплитуда принимаемых сигналов резко падает. Помимо рефракции волна, падающая на границу кристаллов (.зерен), испытывает частичное отражение, преломление ультразвука и трансформацию, что и определяет механизм рассеяния. Рассеяние в отличие от рефракции приводит не только к ослаблению сигнала, но и образованию [c.21]

В общем случае под анизотропией акустических свойств металла понимают изменение скорости распространения и коэффициента затухания в зависимости от кристаллографического направления. Она обусловлена анизотропией механических свойств (модуля упругости, пределов прочности и пластичности и др.). Рассмотрим причины анизотропии акустических свойств. Одна из них — это структура материала. Она наиболее ярко проявляется в металлах с крупнозернистой структурой, имеющих транскри-сталлитное строение, т. е. когда кристаллиты имеют упорядоченное строение и их продольные размеры больше поперечных. Примером могут служить титан, аустенитные швы, медь. Вторая причина —термомеханическое воздействие в процессе изготовления проката, которое делает его структуру слоистой, так как волокна металла и неметаллические включения в процессе деформирования оказываются вытянутыми вдоль плоскости листа. Третья —локальная термическая обработка материала, которая обусловливает возникновение напряжений и, как следствие, изменение механических свойств материала. [c.317]

Можно перечислить ряд факторов, которые в той или иной степени могут влиять на результаты пластометрических исследований, проведенных по различным методам испытаний 1) тип кристаллической решетки металла, анизотропия свойств и состояние поставки образцов 2) эффект динамики нагружения и жесткости испытательной машины (особенно при растяжении) 3) роль гидростатического давления и масштабного фактора при различных видах испытаний 4) роль теплового эффекта пластической деформации и температурного градиента по длине и сечению образца 5) способ крепления образца и контактные условия при испытаниях. [c.49]

Комплексные методы. Характерной особенностью современных полимерных композиционных материалов (стеклопластиков, боро-пластиков, углепластиков, асбопластиков, пенопластов и др.) является существенная неоднородность структуры, обусловленная неравномерным распределением наполнителя и связующего, анизотропия свойств, существование специфических только для этих материалов различных дефектов, высокая удельная прочность, значительные величины звуко-, тепло- и электроизоляционных свойств. Поэтому выбор наиболее эффективного комплекса методов и средств неразрушающего контроля этих материалов с учетом особенностей их структуры и свойств представляется актуальной задачей. Перенесение эффективных неразрушающих методов и средств контроля для металлов на композиционные материалы будет неправильным в связи со специфичностью свойств и структуры композиционных материалов. Так для металлов (стали, алюминий, титан, сплавы и т. д.) наиболее эффективным являются высокочастотные ультразвуковые (I мГц и выше), электромагнитные, рентгеновские, тепловые методы. Однако для полимерных композиционных материалов данные методы не будут эффективными. [c.103]

В осевой зоне уже при уковах 2—3 полностью складывается волокнистое строение. В зоне же столбчатых кристаллитов ориентированная структура появляется при уковах больше 8-кратных. Все это приводит к анизотропии механических свойств в поковке. С ростом укова прочностные свойства металла поковки изменяются незначительно в обоих направлениях, пластические же свойства в продольном направлении возрастают, а в поперечном уменьшаются (табл. 19). [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...