Атермические процессы

При обработке металла параллельно происходят упрочнение и отдых (разупрочнение) в зоне резания. С увеличением скорости резания (увеличивается скорость приложения нагрузки) повышается предел текучести и тело приближается к абсолютно упругому состоянию (атермический процесс). Но при этом повышается температура и возрастает скорость отдыха (термический процесс). При некоторых условиях (при температуре рекристаллизации и выше) скорость отдыха настолько велика, что упрочнение, получающееся вследствие пластической деформации, может значительно снизиться. Но при весьма больших скоростях деформации процесс упрочнения происходит быстрее процесса рекристаллизации, благодаря чему сопротивление деформации увеличивается. Этим можно объяснить противоречия в выводах ряда исследователей. Так, утверждают, что глубина и степень наклепа в зависимости от различных факторов изменяются однозначно, т. е. с возрастанием глубины увеличивается и степень наклепа, что не всегда имеет место [6]. [c.10]

С увеличением скорости резания, как правило, ухудшается дробление стружки. Подобное явление можно объяснить тем, что чем быстрее протекает процесс резания, тем меньше будет деформация стружки и, стало быть, слабее сдвиг элементов, повышенное при этом теплообразование усиливает пластичность стружки. Иногда получается иная картина, если с повышением скорости резания происходит атермический процесс, т. е. преобладает упрочнение стружки (п. 3). [c.84]

Мы видим, что деформация может термически активироваться только в том случае, если энергия теплового возбуждения имеет тот же порядок величины, что и энергетический барьер. Если она гораздо меньше или гораздо больше, деформация контролируется другими, атермическими процессами. [c.103]

Атермические процессы течения [c.173]

Ассоциативный режим диффузии 61 Атермические процессы 103, 111, 122, 173, 246 [c.279]

Зависимость напряжений течения от температуры при скорости деформации у 0- мин д я призматического скольжения сплава, содержащего 67% (ат.) Ag и 33% (ат.) А1, показана на рис. 33 . Из приведенных данных следует, что в области / действует термически активируемый механизм Пайерлса. Течение в области II, в которой прочность сплава (напряжение течения) не зависит от температуры, должно стимулироваться некоторым атермическим процессом. Поскольку дислокации на призматической плоскости не диссоциируют, атермический механизм тече- [c.320]

Если же нагружается материал с малой теплопроводностью (например, пластмассы или керамика), то местные температуры могут значительно превышать средние. Это необходимо иметь в виду, так как обычно приводят сведения лишь о средней температуре образца. Результаты исследований процесса усталости в широком температурном интервале от 40 К до температур, близких к точке плавления, показывают, что как и при однократном деформировании при усталости могут развиваться либо преимущественно атермические процессы (например, двойникование) при низкой температуре, либо термические (например, диффузионные) при достаточном повышении сходственных температур. Так, у аустенитных хромоникелевых сталей при 650° С после 8,5 млн. циклов наблюдаются выделения карбидов по границам зерен [1]. [c.189]

Оба процесса приводят к перемещению границы как единого целого параллельно своему первоначальному положению. Итогом перемещения является макроскопическая деформация у=0 (рис. 98,а), однако первый механизм — атермический, а второй осуществляется при [c.169]

Упрочнение. Возрастающая в процессе деформации плотность дислокаций приводит к росту внутренних упругих полей, которые служат барьерами для подвижных дислокаций, причем не только скопления, но даже случайно распределенные одиночные дислокации создают сложную систему разновысоких барьеров [11]. Встретив такой барьер, дислокация остановится, если его высота W>aa (а — действующее на дислокацию напряжение). Дальнейшее движение дислокации возможно в двух случаях при соответствующем повышении действующего напряжения а и за счет тепловых флуктуаций. Поэтому в общем случае можно говорить о термической и атермической активации движения дислокаций и записать [c.153]

Под схватыванием II рода понимается тот же процесс, однако если в первом случае его причина — интенсивная деформация поверхностных слоев, обусловленная атермической пластичностью, то во втором — местное локальное повышение температуры. [c.13]

При уровнях нагрузки, близких к величине атермической составляющей сопротивления т , скорость деформации в соответствии с выражением (1.25) существенно зависит от протекания процессов обратного перехода. Разлагая ехр в степенной ряд и удерживая первые члены ряда, получаем выражение для скорости деформации (при / (х) = / (т) и /q = I/q) [c.33]

Таким образом, по форме кривой ползучести можно определить закон изменения р. При ползучести, в отличие от мгновенной пластичности, величина структурного параметра опреде]ы-ется не только траекторией деформирования, а зависит также от времени. Значение р определяется взаимодействием двух конкурирующих процессов атермического пластического упрочнения и термического разупрочнения. Подобное взаимодействие можно представить как частный случай уравнения (2.6.31) [c.117]

Энергетическая концепция Гриффитса рассматривает разрушение твердого тела как атермический критический процесс, поэтому она физически может быть оправдана только при очень низких температурах вблизи абсолютного нуля. Для полимеров, которые представляют собой достаточно лабильные системы с резко неоднородным характером связей, энергетическая концепция Гриффитса, основанная на статистическом описании прочностных свойств, не всегда может быть положена в основу истолкования многих наблюдаемых экспериментальных фактов [8, с. 7]. [c.112]

На врезке — атермическая компонента напряжений т , е — значения напряжения и деформации, соответствующие началу процесса релаксации [c.142]

В своем исходном виде флуктуационная теория ограничивалась разбавленными растворами однако экспериментальные данные, которые указывали бы на отличие поведения таких растворов от концентрированных, отсутствуют. Концепцию эту можно, следовательно, обобщить, предположив, что атермическое зарождение может происходить на имеющихся в материале структурных неоднородностях, являющихся потенциальными зародышами. Для превращения этих дефектов в зародыши может требоваться и термическая активация в этом случае мы имеем дело с несколько видоизмененной классической теорией зарождения. Если же мартенситные пластины могут расти прямо из зародышей без термической активации, мы получаем упомянутый выше третий вид процесса зарождения. [c.334]

Таким образом, для гарантии получения наибольшего количества мартенсита требуется после предварительного старения продолжительное вылеживание сплавов при комнатной температуре. С увеличением времени предварительного старения общее количество мартенсита при комнатной температуре возрастает как за счет более полного превращения в процессе охлаждения, так и при изотермической выдержке. Основной структурой является изотермический мартенсит, возможно также образование атермического мартенсита в процессе охлаждения от температуры старения до комнатной (см. рис, 5.11). [c.193]

Резюмируя развитую картину эволюции мартенситных состояний, следует иметь в виду, что с микроскопической точки зрения мартенситное превращение представляет атермический бездиффузионный процесс, протекающий по механизму перехода первого рода (см. 2). Термодинамическое описание мартенситной макроструктуры достигается использованием усредненной по элементарным актам ее перестройки зависимости Щ р), представляющей полосу возможных значений нехимической движущей силы в зависимости от объемной доли мартенсита. Огибающие этой полосы определяются дальнодействующим упругим полем, а ее щирина — диссипацией энергии при процессах типа сухого трения. [c.189]

Каковы могут быть конкретные механизмы такого процесса Заметим прежде всего, что У /=а — 0,5не является интегралом от силового закона взаимодействия атомов на границах зерен и не имеет непосредственного отношения к теоретической прочности межзеренного сцепления р которая в условиях атермического, необратимо- [c.134]

Существует вероятность того, что некоторые частицы у вершины трещины получат вследствие тепловых флуктуаций избыток кинетической энергии, достаточный для разрыва связей между ними эта вероятность тем больше, чем выше температура и больше упругие напряжения у вершины трещины. Рост трещины на второй, конечной стадии разрушения, в отличие от первой не зависит от температуры, т. е. представляет собой безактиваци-онный атермический процесс разрушения тела локальными напряжениями, близкими к пределу молекулярной прочности, и связан со скоростью перераспределения упругой энергии. [c.31]

В заключение рассмотрим развитие трещин при циклическом нагружении, когда К > Kise . Предположим, что атермический процесс подрастания трещины при увеличении / i вследствие локальных пластических деформаций идет медленнее, чем параллельно идущие процессы / докритического роста трещины под воздействием активной внешней среды. В этом случае рост [c.431]

Представленная картина отвечает реализации одной иерархической ветви, для которой задействованы состояния исходного минимума термодинамического потенциала (см. рис. 80). При температурах Г > Д,, кроме атермических процессов установившейся ползучести, становятся существенными термофлуктуационные процессы, связанные с возбувде-нием состояний дислокационных, вакансионных и других комплексов. Поскольку каждому из них отвечает своя иерархическая ветвь на дереве Кейли (см. рис, 385), а следовательно и свой закон спадания коррелятора 5 Ь), то с появлением установившейся ползучести изменяется также и характер неустановившейся — вместо одной зависимости S t) получаем суперпозицию слагаемых, отвечаюцщх различным параметрам а. Именно такая ситуация наблюдается в эксперименте [197]. [c.291]

Механизм разрушения твердого тела, по Гриффису, относится к атермическому процессу разрушения, когда тепловые флуктуации в теле отсутствуют или являются несущественными, а потому теория Гриффиса не может объяснить температурно-временной зависимости прочности хрупких тел. [c.24]

В поликристаллическом титане [21, 24] до температур порядка 500 К пластическая деформация также осуществляется за счет термических и атермических процессов, а выше 500 К термическая активация происходит так быстро, что преобладающую роль играют атермические процессы. Термическая компонента пластического течения т лииейно зависит от Т - -[25] т —72—3,2 (рис. 7). [c.15]

Экспериментальные данные о кинетике превращения, о его кристаллоструктурном и микроструктурном характере, о большой роли напряжений привели к высказываниям о том, что превращение не есть процесс образования зародышей и их последующего роста, что скорость его не зависит от температуры, что превращение представляет атермический процесс, а механизм его состоит в скачкообразной ггерестройке ( опрокидывании ) решетки. Причину самого превращения искали в возникновении напряжений сдвига при охлаждении [7, 23— 251. [c.671]

Положение о том, что превращение вызывается разностью свободных энергий решеток фаз, позволило предположить, что и образоваиие зародышей е является атермическим процессом, т. е, что скорость этого процесса, как и в случае всех других превращений, должна зависеть от энергии тепловых колебаний атомов [35]. [c.684]

Слабое влияние термической активации на движение дислокации при напряжениях, близких к величине дальнодействующих полей напряжений Ts, позволяет рассматривать этот процесс как атермический, а напряжение, соответствующее ему, обычно классифицируют как атермическую составляющую сопротивления. Величина Тз определяется как предел, к которому стремится сопротивление при. понижении скорости деформирования. Зависимость сопротивления деформации от скорости даже при очень низких ее значениях свидетельствует об условности определения атермического сопротивления Тз. Возможность существования барьеров с различным уровнем активации, контролирующих процесс в соответствующих диапазонах скоростей деформирования, еще более затрудняет определение атермиче-ской составляющей. [c.29]

Наблюдаемое сопротивление движению дислокации определяется суммарным влиянием барьеров различного типа на пути ее движения, обусловленных как кристаллическим строением, так и его нарушениями дефектами различного типа, приводящих к действию полей напряжений различной протяженности. Разделение этих полей на короткодействующие (вблизи точечных дефектов) и дальнодействующие [335] является условным, принятым с целью упрощения анализа динамики дислокаций. Связанные с этими полями барьеры различного уровня преодолеваются дислокацией в термически активируемом процессе или атермически в зависимости от высоты барьера. При этом каждому уровню нагрузки соответствует определенный набор барьеров, контролирующих движение дислокаций, а следовательно, и процесс пластического течения. [c.29]

Дальнейшее обобщение линейной теории вязкоупругости состоит в переходе к нелинейным уравнениям вида (10.41) или (10.42), т. е. к соотношениям указанного вида при нелинейных операторах Р и R. Нелинейная теория вязкоупругостн позволяет получить достаточно хорошее описание ползучести бетона и полимеров при различных режимах, в том числе неизотермических. В то же время этой теорией не охватываются необратимые процессы, протекающие мгновенно (атермическая пластичность) такие явления, как было указано, характерны в первую очередь для металлов. Тела, обладающие упругостью, вязкостью и пластичностью, описываются теорией упруго-вязко-пластических сред. Реологические уравнения этой теории уже не могут быть представлены в виде (10.41) или (10.42) (даже при нелинейных операторах Р и R ) подобно тому, как соотношения между напряжениями и деформациями для упруго-пластического тела нельзя записать в виде конечных (функциональных) связей. В рамках упомянутой теории и следует искать описание поведения металлов при достаточно высоких температурах. [c.754]

При моделировании процессов радиационного упрочнения в основном используются модели взаимодействия дислокаций с внутренним полем точечных барьеров. Их пространственное распределение часто аппроксимируют хаотическим распределением [25]. За основу моделей обычно берется теория Орована для атермического огибания дислокациями имеющихся стопоров. Приложение сдвигового напряжения X заставляет дислокационные сегменты выгибаться до радиуса равновесной кривизны для данного напряжения R = TJib = = ib/2x (рис. 14), где Т = [ibV2 — линейное натяжение дислокации. [c.67]

Температура является одним из основных факторов, влияющих на процесс упругоиластического деформирования материала. Любое кристаллическое тело при определенной температуре плавится — превращается в вязкую жидкость. С другой стороны, многие металлы сохраняют способность к пластической деформации вплоть до самых низких температур. При значениях температур, лежащих в достаточно малой окрестности температуры рекристаллизации Гр, происходит резкое изменение роли релаксационных явлений при температурах, меньших Гр, скорости релаксационных явлений резко падают и необратимая деформация является почти атермической [1.5]. Поскольку эффект Баушингера [c.132]

Таким образом, независимо от того, происходит ли превращение по атермическому или изотермическому типу, отдельные кристаллы мартенсита образуются и растут с очень большой скоростью. Даже при понижении температуры или с течением времени скорость роста кристаллов мартенсита не увеличивается. Механизм превращения, характеризующийся такими особенностями, называют нс рмоупругим. При термоупругом превращении первоначально образовавшиеся отдельные кристаллы мартенсита растут при понижении температуры со скоростью, соответствующей скорости охлаждения. При этом скорость роста может оказаться столь малой, что превращение можно наблюдать даже невооруженным глазом. При нагреве происходит обратный процесс уменьшение кристаллов. Указанное термоупругое мартенситное превращение играет основную роль в проявлении эффекта памяти формы. [c.14]

Структурный механизм разрушения полимерных стекол при действии статических и динамических нагрузок описан в [3, 4, 25— 27J. При определенных условиях (достаточно высокие температуры и малые напряжения) твердые полимеры в процессе разрушения обнаруживают холодное течение с последующим хрупким разрывом. При воздействии относительно больших для данной температуры напряжений наблюдается классический хрупкий разрыв с медленной термической и быстрой атермической стадиями. Он сводится к преимущественному росту одной или нескольких раз-рушающих трещин. При этом образуются зеркальная (первая стадия) и шероховатая (вторая стадия) зоны на поверхности разрыва образца. С повышением температуры размер зеркальной зоны увеличивается, а шероховатой — уменьшается. При низких температурах и достаточно больших напряжениях шероховатая зона имеет гиперболические линии скола. По фрактограммам поверхности скола можно судить о кинетике роста разрушающих трещин. [c.118]

Методика определения ресурса разработана по данным исследований физической природы разрушения, проведенных школой акад. С.Н. Журкова в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. Установлено, что нагрузка переводит материал в метастабильное состояние, релаксирующее посредством термических активации. Разрушению нагруженных статически либо циклически одноосным растяжением (изгибом, сжатием) твердых тел предшествует протекающий во времени кинетический процесс, включающий в общем случае две стадии термоактивированного трещинообразования делокализованное накопление стабильных начальных трещин (повреждений) в объеме тела или его части, выделенной присутствием дефекта-концентратора напряжения, сопровождающееся спонтанной статистической кластеризацией (появлением трещин более крупных, чем начальные), приводящей к формированию очага разрушения - зародышу магистральной трещины (первая стадия), и локализованный рост магистральной трещины путем присоединения начальных трещин, генерируемых в ее вершине (вторая стадия), переходящий в атермический режим. Начальные трещины обусловлены разрушением элементов материала и их размеры воспроизводят его структурную иерархию. [c.46]

Другим принципиальным отличием приведенных в работе экспериментальных результатов является тот факт, что они впервые получены при весьма малых величинах деформирующих напряжений, на 1,5—2 порядка ниже величин напряжения Пайерлса и теоретической прочности кристалла на сдвиг, что свидетельствует в пользу термоактивируемого процесса мик-ропластйчности и исключает необходимость обязательного привлечения для объяснения полученных данных атермических безактивационных или ка-ких-либо других специфических механизмов, требующих для своей реализации высокого уровня напряжений. Последнее является весьма новым и принципиальным фактом, который заставляет критически пересмотреть возможность действительной реализации фактически почти всех предлагавшихся ранее моделей низкотемпературного движения дислокаций в кристаллах с высокими барьерами Пайерлса. Полученные результаты и проведенный теоретический анализ позволили объяснить физическую природу низкотемпературной микропластичности материалов с высоким рельефом Пайерлса в области малых и средних величин напряжений с позиций предложенного в работе диффузионно-дислокационного механизма микродеформации, а также неконсервативного движения дислокаций, как основной физической модели их перемещения при указанных условиях. При этом сущность диффузионно-дислокационного механизма микропиасти- [c.5]

Можно предполагать, что такого рода заключение и выводы во всех предшествующих работах были обусловлены прежде всего спецификой самих методов контактного нагружения, а именно очень высоким и практически нерегулируемым уровнем напряжений под острием индентора или зерна абразива, всегда близким или даже превышающим уровень теоретического напряжения сдвига, или очень высокой скоростью его приложения (удар шара о плоскость [102, 547], процесс абразивной обработки [96, 97, 553, 554] и т.п.). Возможно, именно эти обстоятельства, обусловленные спецификой методов нагружения, во всех предшествующих работах объективно навязывали экспериментаторам соответствующие выводы и трактовки и, в частности, различные атермические безактивационные модели возникновения и движения дислокаций. Поэтому представляло интерес выяснить, возможно ли получение качественно иных результатов в тех случаях, когда методика нагружения может обеспечить постепенное с заданной скоростью нарастание нагрузки от минимального значения до некоторой конечной величины. Причем важно, чтобы в последнем случае величина кон-тактнь х напряжений контролировалась в количественном отношении и регулировалась в широких пределах. [c.170]

Чисто гетерогенное зарождение дислокаций на ростовых включениях за счет действия модели призматического выдавливания дислокаций (см. рис. 123, б) и дальнейщее их движение за счет термоактивируемого процесса зарождения и движения двойных перегибов в поле барьеров Пайерлса. При этом, как показано в п.4.2 главы 4, процесс гетерогенного зарождения дислокаций на включениях следует рассматривать как термоактивируемый, а не атермический безактивационный процесс, который, хотя в принципе и возможен, все же является частным случаем гетерогенного зарождения. Таким образом, в данном случае как процесс зарождения первичной дислока- [c.243]

Таким образом, проведенные эксперименты показывают, что микроплас-тическая деформация, предшествующая образованию хрупких трещин, протекает при напряжениях, значительно меньших теоретической прочности кристалла на сдвиг. Следовательно, процесс хрупкого разрушения является не атермическим, а термоактивируемым процессом и его следует рассматривать не как критическое событие, а как кинетический процесс, что полностью согласуется с современными представлениями [364, 365, 659, 660]. Таким образом, микропластическая деформация предшествует образованию хрупких трещин, а также сопровождает процесс распространения трещины в материале [364-366]. Об этом, в частности, свидетельствуют также экспериментальные данные, представленные на рис. 149, из рассмотрения которых отчетливо видно, что образование трещины происходит как прямое следствие акта неоднородности предшествующего микропластического течения. [c.249]

Чем же объяснить тот факт, что в большинстве предьщущих исследований (проведенных до 1967 г.) не удавалось четко доказать возможность протекания микропластичности в области хрупкого разрушения полупроводников, а если такая возможность и допускалась, то она трактовалась только с позиций протекания атермического безактивационного процесса Это обусловлено методическим несовершенством способа деформирования, т.е. тем обстоятельством, что, как правило, единственный и традиционный метод нагружения кристалла в области хрупкого разрушения микроин-дентированием, обладающий высоким и практически неконтролируемым уровнем напряжений, по существу диктовал экспериментаторам и соответствующие вьшоды. [c.249]

Каков же этот механизм обычный термоактивируемый механизм зарождения и движения двойного перегиба [555] надбарьерный атермический [102, 519, 545, 548, 550] подбарьерный, за счет квантово-механического туннелирования [545, 555, 556] смешанный с протеканием двух процессов — термической активации и последующего туннелирования [555, 556] квантовый механизм с участием нулевых колебаний решетки [663] или же какого-либо принципиально другого типа, например, краудионный [557, 558], за счет реализации фазового перехода при очень высоких напряжениях [559, 560] механизм консервативного переползания [561, 562] и др. Ответ на этот вопрос дают экспериментальные данные главы 7, которые показывают, что в области хрупкого разрушения, где процесс термоактивируемого зарождения и движения двойных перегибов в поле высоких барьеров Пайерлса весьма затруднен и фактически подавлен и соответственно консервативное движение дислокаций при малых и средних величинах напряжений также фактически запрещено, практическ единственно возможным механизмом остается механизм их диффузионного, т.е. неконсервативного движения (переползания) под действием градиента химического потенциала точечных дефектов и появления осмотических сил соответствующей величины. Именно с этих позиций с учетом возможности неконсервативного движения дислокаций под действием осмотических сил легко устраняется разница между экспериментально наблюдаемым и расчетным зна- [c.252]

С уменьшением температуры атермический механизм развития усталостной трещины играет все большую роль по сравнению с термоактнвационными механизмами. Начиная с некоторой критической температуры, он определяет скорость суммарного процесса роста усталостной трещины. При температуре ниже некоторой критической скорость роста усталостной трещины не зависит от внешней среды. [c.434]

Параграф 5 посвящен исследованию иерархических дефектных структур, возникающих в процессе развитой пластической деформации. Сначала рассмотрена ситуация, отвечающая процессу ползучести твердого тела (п. 5.1). Эволюция системы дефектов представлена как немарковская цепь термофлуктуационных скачков по минимумам фрактального рельефа, отвечающего термодинамическому потенциалу дефектной кристаллической структуры. Установившаяся ползучесть связывается с атермическим преодолением барьеров. Выяснена природа критического замедления при логарифмической ползучести. Найдены возможные виды временнбй зависимости деформации. Построена диаграмма ползучести в осях напряжение — температура. В п. 5.2 проводится обобщение на произвольный режим деформирования. Исходя из картины потенциального рельефа многоуровневой системы, делается вывод о фрактальной природе иерархически соподчиненной дефектной структуры. Для ее описания вводится ультраметрическое пространство состояний, точки которого отвечают отдельным ансамблям дефектов, образующих неэргодическую систему. Структурная релаксация представлена как диффузия в ультраметрическом пространстве. [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...