Карты механизмов деформации

КАРТЫ МЕХАНИЗМОВ ДЕФОРМАЦИИ [c.18]

Карты механизмов деформации и разрушения, предложенные Эшби и соавторами [30—32], являются заметным этапом развития современной физики прочности. Благодаря им появилась возможность свести в единую логическую систему взглядов многочисленные результаты самых разнообразных исследований в области пластической деформации и разрушения материалов. Простая и наглядная форма взаимосвязи механизмов деформации с уровнем механических свойств материала в широком диапазоне температур позволяет выделить основной механизм деформации в каждом из температурных интервалов. При этом карты Эшби несут как бы двойную нагрузку, с одной стороны, они являются фактически механическим паспортом материала, а с другой,— акцентируют внимание на узловых и, следовательно, наиболее актуальных и перспективных направлениях исследований. [c.18]

Карты механизмов деформации [31, 32] связывают три переменные напряжение, скорость деформации и температуру. Поскольку напряжение и температура являются независимыми параметрами, они используются в качестве координатных осей, третья переменная (скорость деформации) изображается в этом случае посредством нанесения линий одинаковых уровней. Карта разделена на несколько областей (рис. 1.9), для каждой из которых характерен свой особый механизм течения, т. е. такой механизм, который обеспечивает более высокую скорость течения, чем любой конкурирующий процесс. [c.19]

Карты механизмов деформации Эшби построены с использованием уравнений, которые связывают между собой указанные основные три параметра у, Т5, Т и дополнительные параметры, характеризующие структуру материала (размер зерна, расстояние между дисперсными выделениями, их размер, плотность и распределение дислокаций и [c.19]

Рис. 1.9. Карта механизмов деформации [32] для нержавеющей стали, имеющей размер зерна 50 мкм

Значения показателей степени р и q связаны с распределением и формой препятствий и изменяются в пределах 0 / 1 и0 2. В картах механизмов деформации значения р п q определяют кривизну линий одинакового уровня скоростей деформации в области дислокационного скольжения. Показано [31, 32], что наилучшее совпадение с экспериментом достигается при малых значениях р = l ш q = /g, которые и были использованы в дальнейшем. Данные значения р я q и выражение (1.19) позволяют записать уравнение (1.18) в виде [c.22]

Построение карт и их практическое применение. При построении карт механизмов деформации исходят из того, что одновременно могут происходить несколько из рассмотренных выше процессов. Поэтому полная скорость деформации представляется [30—321 в виде суммы составляющих скоростей [c.26]

Из рассмотренных механизмов деформации определяющим будет тот, который оказывает наибольшее влияние на скорость деформации. Понятно также, что границей той или иной области на карте механизмов деформации будет геометрическое место точек о и Г, при которых происходит смена определяющего механизма деформации. Линии одинакового уровня скоростей деформации находятся путем численного решения уравнения (1.31) относительно как функции температуры. Эти линии в дальнейшем становятся исходными данными для решения многих практических задач. Например, если конструкция или деталь работают при повышенных температурах, то срок их службы определяется, исходя из известных значений действующих напряжений и некоторой максимально допустимой для данного изделия степени деформации. Или решается обратная задача по рабочей температуре и заданному сроку службы изделия находятся максимально допустимые напряжения, т. е. фактически определяются размеры той или иной детали [32]. [c.26]

Практическая работа над картами механизмов деформации состоит из нескольких этапов [32]. Во-первых, для рассматриваемого материала собирается таблица значений его свойств, которые необходимы для численного решения указанных ранее уравнений скоростей деформации. К их числу относятся параметр кристаллической решетки, молекулярный объем, вектор Бюргерса, модули упругости и сдвига и их температурные зависимости, различные коэффициенты диффузии. [c.27]

Разнообразие механизмов деформации и зависимость их вклада в общую деформацию от величин Г и а для конкретных материалов наглядно иллюстрируются т. н. картами механизмов деформации (рис. 3), на к-рых проводят кривые, отвечающие пост, скорости ползучести, к-рые определяют экспериментальным или расчётным путями. [c.12]

Tia рис. 1.1 показана так называемая карта механизмов деформации. Эта карта, имеющая вид соотношения между напряжением растяжения и температурой, указывает механизм дефор- мации алюминия и железа при скорости деформации ё = 10" с" (размер зерен d = 32 мкм) в соответствии с теорией ползучести, основанной на дислокационной теории. Карту механизмов деформации для алюминия (например, на рис. 1, а) можно использовать и для других металлов, имеющих г. ц. к, решетку, если в качестве координат принять безразмерный параметр, полученный в результате деления напряжения растяжения о на модуль сдвига G, и гомологическую температуру. Из сопоставления карт для алюминия (рис. 1, й) и для железа (рис. 1, б) ясно [2), что 10 [c.10]

Рис. 1.1. Карты механизмов деформации поликристаллов алюминия (а) и железа (б) при 4 , = 10 с и d = 32 мкм [l]

Рис. 9.2. Карты механизмов деформации для различных материалов с раз мером зерен 100 мкм [125] (а) чистое железо (6) чистый кремний (в) MgO (г) лед 1н. ППР — предел прочности на разрыв монокристалла.

Уравнение (1.25) с эффективным коэффициентом диффузии дает фактически скорости двух процессов. С одной стороны, при высоких температурах и низких напряжениях, где определяющей является объемная диффузия, скорость деформации изменяется пропорционально Ts. Соответствующая область на карте — Т представляет собой область высокотемпературной ползучести. С другой стороны, при низких температурах и больших напряжениях преобладает диффузия вдоль дислокационных линий и скорость деформации уже будет пропорциональна Соответствующее этим условиям полена карте механизмов [c.24]

Эшби 114) предложил достаточно наглядный подход к систематизации механизмов деформации и разрушения метод построения карт деформации и разрушения, на которых в координатах напряжение, нормированное на модуль упругости,— гомологическая температура наносятся области проявления ведущего механизма деформации, который из данного набора действующих механизмов наиболее влияет на скорость деформации. [c.197]

Созданы методики для построения карт, пригодных дл выбора параметров горячей обработки давлением. На опубликованных картах [26] в координатах температуры и скорост деформации ограничены области, в которых действуют различные механизмы повреждения, а также области, где теплую к горячую обработку давлением можно вести, не опасаясь повредить материал. К сожалению, применительно к суперсплавам подобные карты обработки опубликованы не были. [c.212]

Убедиться в отсутствии остаточных деформаций рамы и вилочного захвата автопогрузчика. Проверить механизм перемещения крюка по стреле (автопогрузчик 4006). Согласно карте смазки смазать все узлы. [c.144]

Из всех возможных механизмов пластической деформации металлических материалов в дальнейшем будут рассмотрены только механизмы, которые реализуются в области более высоких гомологических температур и низких нормированных напряжений. При этом целесообразно рассмотреть по отдельности однофазные металлические материалы (чистые металлы и твердые растворы) и многофазные (дисперсионно и дисперсно упрочненные) системы. Для каждой из этих групп металлических материалов прежде всего приведем основные уравнения, на базе которых строится деформационная карта, даже если они уже приводились в предыдущих главах (иногда в несколько иной форме). [c.199]

Классическая схема деформации скольжением при растяжении на рис. 16 напоминает сдвиг карт в колоде. Карты здесь — это отдельные участки образца (группы атомных плоскостей). В элементарном виде механизм сдвига одной части кристалла относительно другой можно представить как результат пробега через него дислокации, например краевой с длиной, равной ширине кристалла (рис. 18). Чем больше количество движущихся [c.43]

Листоправйльные машины. В процессе правки тонколистового проката более вытянутые участки листа получают пластическую деформацию сжатия, а менее вытянутые — деформацию растяжения, поэтому после правки волнистость листов уменьшается. Перед началом правки проверяют заливку масла согласно карте смазки, подключают электрическую часть и механизм управления, опробуют систему жидкой и густой смазки заливают рабочую жидкость (керосин) и опробуют насосную установку для подачи рабочей жидкости проверяют работу машины на холостом ходу. [c.219]

Пластическая деформация при активном нагружении, т. е. деформация со скоростями 8 < 10 с , занимает сравнительно узкую полосу в верхней части карты Эшби, но результаты, полученные при такой деформации, часто используются для расчета самых различных режимов эксплуатации материала (т, е. все остальное температурносиловое поле о — Т1Тш карты). Это свидетельствует о том, что знание карт механизмов деформации необходимо не только специалистам по [c.18]

В области высоких температур (выше 0,5Т пл) при обычных скоростях статических испытаний (е 10 с ) выполняется условие е > > 10 Д [86, 89, 90] (здесь О— коэффициент объемной самодиффузии), и в результате концентрация ступенек на дислокациях и концентрация вакансий в металле превосходят их термодинамически равновесные значения. Если учесть, что скорость диффузии примесных атомов при высоких температурах становится значительной и они уже не сдерживают движение дислокаций, то понятно, почему в данной области температур пластическая деформация происходит за счет миграции вакансий и дис[)фузни вдоль дислокаций, а энергия активации процесса определяется лишь энергией активации миграции вакансий [8]. Конкретные механизмы пластической деформации в этой области и ограничивающие их факторы достаточно подробно рассмотрены в разделе, посвященном картам механизмов деформации [31, 32]. [c.45]

О физике ползучести написано множество превосходных книг и статей. Однако из всех последних методологических трудов наиболее информативен и полезен труд Эшби [2], посвященный картам механизмов деформации. Различают шесть независимых способов, в соответствии с которыми поли-кристаллический материал может деформироваться, сохраняя свое строение. Во-первых — это бездефектное течение. Оно наступает, если превысить теоретическое сопротивление сдвигу. Остальные пять требуют наличия дефектов кристаллической структуры. Дислокации являются источником двух видов пластического течения дислокационного скольжения и дислокационной ползучести. Движение точечных дефектов вызывает течение, которое относится к двум другим независимым видам внутризеренному и околозернограничному течению. Шестой вид течения обусловлен двойникованием, обычно его значение для инженерных решений невелико. "Поля" механизмов деформации чистого никеля представлены на рис. 2.8, дающем в кратком обобщении изложение этой концепции. Поля нанесены на карту в координатах нормированного напряжения течения (напряжение отнесено к модулю [c.64]

Рис.2.8. Карта механизмов деформации чистого никеля при размере зерен 32 мкм (в координатах нормализованное напряжение — гомологическая температура) у. — модуль сднига [2]

Рис.2.9. Карта механизмов деформации для сплава Маг-М200 с размером зерен 100 мкм (а) и 1 см (ff). Числами у кривых обозначена скорость деформации, [2]

При сравнительно высоких температурах, когда механизм ползучести обусловлен диффузией, зависимость скорости ползучести от диаметра зерен становится более явно выраженной скорость ползучести снижается при увеличении размера зерна. При ползучести, рбусловленной диффузией по узлам кристаллической решетки (ползучести Набарро—Херринга), ос ld , а при ползучести, обусловленной диффузией по границам зерен (ползучести Кобла) ос 1/d в последнем случае влияние диаметров проявляется в большей степени. На карте механизмов деформации, показанной на рис. 1.1, линия, разграничивающая дислокационную и диффузионную ползучесть, при уменьшении диаметров зерен смещается в сторону более высоких напряжений [28]. [c.79]

Структурные изменения (полигонизация и динамическая рекристаллизация), обычно сопровождающие высокотемпературную деформацию, часто используются для определения палеонапряжений в горных породах, деформированных в естественных условиях залегания. Этим явлениям и анализу возможности их применения в геологии посвящена гл. 6. В гл. 7 рассмотрены деформация, происходящая за счет переноса вещества (диффузионная ползучесть), и сверхпластическая деформация (вызванная скольжением по границам зерен), а в гл. 8 — деформация, усиленная фазовыми переходами (пластичность превращения). Наконец, в гл. 9 представлены в общих чертах карты механизмов деформации и изомеханические классы. [c.9]

Необходимо теперь охарактеризовать механическое поведение каждого материала группы при всех возможных физических условиях. Эта информация может быть представлена в виде карт механизмов деформации, которые впервь1е были предложены Ашби [10]. Идея этих карт состоит в описании механического поведения материала на основе определяющих уравне- [c.256]

Приведены данные о разрушении конструкционных материалов при различных условиях нагружения, в том числе при ползучести и усталости. Даны анализ карт механизмов деформации, рюапизуемых при ползучести, и анализ теорий ползучести с учетом этих карт. Изложены рекомендации- по методам практического определения критериев разрушения. [c.223]

На диаграмме с осями нормализованное напряжение 8 Е и гомологическая температура Т/Тпл могут быть представлены области, в которых описанные выше механизмы разрушения являются преобладающими. Такие диаграммы, впервые предложенные Рэем и впоследствии развитые Эшби с сотрудниками [434—436], называются картами механизмов разрушения. Карты могут быть также построены в осях — время 4 и деформация до разрушения. [c.211]

Процессы разрушения и деформирования при ползучести являются термоактивированными кинетическими процессами и происходят одновременно в течение практически всего времени пребывания материала под нагрузкой. Изучение процесса разрушения должно происходить в тесной связи с изучением процессов деформирования при ползучести. Поэтому прежде, чем рассматривать морфологические особенности разрушения, рассмотрим различные температурно-силовые области, в которых в основе процессов ползучести и разрушения лежат разные механизмы, вызывающие кинетические закономерности накопления деформации и несплошностей при ползучести. Этой цели служат так называемые карты механизмов ползучести и разрушения. [c.7]

НИИ, ЧТО все обсуждаемые механизмы деформации действуют независимо друг от друга (параллельно), на базе основных уравнений, описывающих для каждого механизма в отдельности зависимбсть скорости ползучести от температуры и напряжения, среднего размера зерен и, в некоторых случаях, от других параметров структуры. Каждая из областей карты деформации соответствует совокупности условий или параметров,чпри которых один из механизмов деформации является доминирующим. Границы двух соседних областей карты представляют условия, при которых механизмы деформации, доминирующие в этих областях, одинаково влияют на скорость деформации. [c.17]

На карте нанесены кривые постоянных скоростей деформации. Областям В, С, О к Е соответствуют скорости установившейся ползучести, области А -скорост-ь ползучестоки испытаниях на растяжение. Проскальзывание вдоль границ зерен не считается особым механизмом деформации, так как нет совокупности внещних условий, при которых доминировало бы проскальзывание по границам зерен. Деформационный механизм, связанный с неконсерватив- [c.17]

В значительной мере к такому заключению привели деформационные карты, которые опубликовал Эшби [24]. Пример деформационной карты уже был приведен в разд. 1.3. Из этой карты следует, что при большом среднем размере зерен (до 1 мм) в широком интервале внешних условий (важных с практической точки зрения) главным механизмом деформации является диффузион- [c.171]

Рис. 7.7. Карта (а) зависимости скорости роста усталостной трещины da/dN и механизмов внутризеренного (ВЗ), межзеренного (М3) разрушения или смешанного разрушения жаропрочных сплавов от частоты приложения нагрузки аупри постоянном уровне размаха деформации [21], а также аналогичная зависимость для сплава In 718 при разной асимметрии цикла и постоянном уровне /fmax [22]

Анализ критических точек (точек бифуркаций), отвечающих при движении трещины смене микромеханизма разрушения в условиях подобия локального разрушения, с использованием концепции критической плотности энергии деформации позволил выявить однозначную связь между параметрами, контролирующими локальное и глобальное разрушения. Найденные соотношения и разработанная методология количественной фрактографии с учетом дискретности и автомодельности разрушения при возникновении локальной нестабильности позволяют с помощью микрофрактографических исследований решать важные инй енерные задачи, связанные с оценкой по микрофракто-графическим параметрам скорости и длительности роста усталостной трещины по механизму нормального отрыва, определением эквивалентных напряжений, склонности материала к хрупкому разрушению в точках бифуркаций, соответствующих смене микромеханизма разрушения, с установлением пороговой энергии на единицу длины трещины в этих точках. Это позволило разработать единые для сплавов на данной основе фрактографические карты, объединяющие мйкро- и макропараметры разрушения. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...