Сталь, диаграмма зависимости напряжения от деформации

Наличие четко выраженного предела текучести, соответствующего большим пластическим деформациям, до некоторой степени характерно именно для стали, которая в настоящее время является наиболее распространенным конструкционным металлом. Для алюминиевых сплавов имеет место более плавный переход от линейной области к нелинейной, как это видно из диаграммы зависимости напряжения от деформации на рис. 1.4. Как в стали, так и в большинстве алюминиевых сплавов разрушению будут предшествовать большие деформации, поэтому такие металлы классифицируются как пластичные. С другой стороны, так называемые хрупкие материалы разрушаются при сравнительно низких значениях деформации (см. рис, 1.5). Примерами могут служить керамика, чугун, бетон, сплавы некоторых металлов и стекло. [c.16]

Большинство конструкционных материалов имеют начальный участок кривой зависимости напряжения от деформации, где материал ведет себя как упруго, так и линейно. Примером служит участок от О до Л на диаграмме зависимости напряжения от деформации для стали (см. рис. 1.2, а) другими примерами являются участки, ле щие ниже пределов пропорциональности на рис. 1.4 и 1.5. Когда материал ведет себя упруго и. кроме того, существует линей- [c.18]

Пластический анализ. У некоторых материалов, особенно у конструкционных сталей, за линейно упругой областью следует область значительного пластического течения. Для такого материа-ла диаграмму зависимости напряжения от деформации с удовлетворительной точностью можно схематически представить двумя прямолинейными отрезками, как показано на рис. 1.19, с. Предполагается, что материал следует закону Гука вплоть до предела текучести, а после этого течет при постоянном напряжении. Напряжение и деформация, соответствующие пределу пропорциональности, будут обозначаться через и соответственно. Материал, который течет без увеличения напряжения, называется идеально пластическим. Конечно, в конце концов вследствие упрочнения диаграмма зависимости напряжения от деформации для стали расположится выше предела пропорциональности, как уже было объяснено в разд. 1.3, но к тому времени, когда это случится, деформации будут чрезвычайно велики и конструкция утратит несущую способность. Поэтому исследование стальных конструкций в пластической области на основе диаграммы, изображенной на рис. 1.19, с, [c.38]

Рис. 12-8. Диаграммы зависимости напряжений от деформаций при различных температурах у стали Ст. 3

Диаграмма на рис. 1.2, а была изображена для того,чтобы показать общий характер кривой зависимости напряжения от деформации для стали, но ее пропорции не соответствуют действительности, потому что, как уже отмечалось выше, деформация на участке от [c.15]

Испытывая материал при чистом сдвиге и замеряя деформацию сдвига как функцию касательного напряжения, можно экспериментально получить диаграмму зависимости касательного напряжения от деформации сдвига для этого материала. Такая диаграмма очень похожа по форме на диаграмму, получаемую при испытании на растяжение того же материала из нее можно определить предел пропорциональности, предел текучести и предел прочности при сдвиге. Эксперименты показывают, что для пластичных металлов, включая конструкционную сталь, предел текучести при сдвиге составляет от 0,5 (Гт до 0,6 Oj, [c.43]

I случае, если диаграмма материала имеет площадку текучести, как, например, для малоуглеродистых сталей, можно приближенно представить диаграмму состоящей из двух прямых (рис. 406). До предела текучести имеет место обычная линейная зависимость, а дальше, когда напряжение а становится равным пределу текучести а ,, напряжение не зависит от деформации, т. е. [c.355]

Аналогичные зависимости можно построить для многих других видов накопления повреждений. Такой вид имеют, например, диаграммы ползучести углеродистых сталей. Величина 4> имеет смысл деформации ползучести, а параметр q — уровня напряжений либо температуры. Процесс деформирования состоит из стадии неуста-новившейся ползучести, основной стадии, на которой скорость ползучести остается практически постоянной, и этапа прогрессирующего повреждения, который завершается разрушением образца или детали. Относительные продолжительности каждой стадии и уровни нагрузок, при которых происходит переход от одной стадии к другой, существенно зависят от уровня напряжений и температуры испытания. [c.74]

Распределения интенсивностей напряжений и деформаций, а также остаточных напряжений в значительной степени определяют механические свойства и качество изделий, получаемых методами холодной пластической деформации. Ряд металлов типа малоуглеродистых сталей имеет на диаграмме зависимости интенсивностей напряжений а от интенсивности деформаций 8,- площадку текучести, учет которой становится особенно важным при анализе напряженно-деформированного состояния,, возникающего в пластически деформируемой заготовке. [c.14]

Процессы пластического формоизменения металлов в холодном состоянии сопровождаются пластическим упрочнением деформируемой заготовки. Ряд металлов типа малоуглеродистой стали имеет на диаграмме зависимости интенсивности напряжений Ог от интенсивности деформаций бг площадку текучести наличие которой оказывает существенное влияние на распределение остаточных напряжений в деформированной заготовке. [c.29]

Для устранения или уменьшения трения предложены различные методы изготовление конических насадок с углом конуса, равным углу трения испытание на сжатие цилиндрических трубчатых образцов с осевыми отверстиями и вогнутыми торцами в виде входящих конических поверхностей с углом а, равным углу трения [21, 26]. Для испытания стали рекомендуется а = 4 6°, высота образца 1—-1,5 диаметра, диаметр отверстия — 0,3 диаметра образца (рис. 15.7). Чем меньше отношение /г/с(, тем ближе весь объем образца к сжимаемым торцам, тем больше влияние трения, тем меньше касательные напряжения, тем выше сопротивление пластической деформации, выраженное в сжимающих напряжениях (рис. 15.8). Именно влиянием трения объясняется очень высокое сопротивление пластической деформации тонких прокладок из свинца и алюминия, которые при большей толщине потекли бы при значительно меньших напряжениях. Этой же причиной объясняется высокое сопротивление пластической деформации мягких подшипниковых сплавов, залитых тонким слоем на стальную основу. Вследствие влияния трения условная диаграмма сжатия (зависимость нагрузки от высоты образца) дает при значительных пластических деформациях очень крутой подъем. Продольное разрушение путем отрыва при сжатии хрупких материалов обычно наблюдается лишь при тщательной смазке на торцах. [c.45]

На обычной диаграмме растяжения отмечают несколько характерных точек, соответствующих механическим свойствам стали на различных этапах пластической деформации (рис. 142, а). До определенной точки на диаграмме наблюдается приблизительно линейная зависимость относительного удлинения от напряжения, предполагаемая законом Гука. Значение напряжения, до которого сохраняется линейная зависимость деформации от напряжения, называется пределом пропорциональности а,,,,. Положение точки, соответствующей а,щ, зависит от точности измерений и от условий нагружения образца. [c.189]

Анализируя представленную диаграмму конструктивной прочности, можно отметить, что с точки зрения получения высоких характеристик стали со структурой перлита не имеет смысла увеличение предела текучести более чем до 700 МПа. Объяснение полученной зависимости связано со структурными особенностями перлита. Чем больше межпластинчатое расстояние в перлите, тем меньше препятствий для движения дислокаций, больше возможностей для релаксации локальных напряжений в стали, меньше предел текучести и больше значение вязкости разрушения. Очевидно, это явление имеет место на диаграмме конструктивной прочности при изменении предела текучести от 850 до 700 МПа. Однако в дальнейшем при увеличении межпластинчатого расстояния увеличивается и толщина цементитных пластин. Цементитные пластины теряют способность к пластической деформации, что приводит к облегчению процесса продвижения трещины. В связи с этим одновременно со снижением предела текучести снижается вязкость разрушения стали. [c.149]

Г. А. Смирнов-Аляев считает испытание на осадку одним из самых подходящих для определения зависимости е,- — (01 + 03 + + Оз)/0г в момент разрушения. По его мнению, чтобы получить эти зависимости, достаточно провести испытание на осадку, варьируя от опыта к опыту условия трения и размеры цилиндров. Указанным выше способом определяются степень деформации и напряженное состояние на любой стадии осадки и в момент разрушения—появления трещины. На рис. 3 представлены опытные данные для различных сталей. Сплошные кривые показывают изменение напряженно-деформированного состояния на поверхности бочки в процессе осадки. Пунктирные кривые соответствуют искомой зависимости и в ее районе расположились опытные точки, отметившие момент разрушения. Здесь же приведены опытные точки, отмеченные буквой Р, соответствующие разрушению при одноосном растяжении. В действительности разрушение при растяжении наступает при показателе напряженного состояния больше единицы вследствие образования шейки и возникновения схемы трехосного растяжения в ее центре. Этого диаграмма не учитывает. [c.27]

Далее Д. П. Беклемишев построил диаграммы непосредственной зависимости от Я и указал на единообразный характер этих диаграмм для всех четырех рельсовых сталей, а именно на то, что все кривые o —Я имеют выраженные точки перегиба, относительно которых ветви кривых располагаются симметрично с изменением знака кривизны. Характерно, что точки перегиба всех четырех кривых совпали с соответствующими значениями 0,- = Оу интенсивности напряженного состояния металлов в предельно устойчивой стадии их деформации. Однотипность кривых натолкнула Д. П. Беклемишева на мысль — представить их уравнением, справедливым для всех обследованных им сталей, которое он и приводит в полуэмпирической форме в своем исследовании [c.453]

Типичный вид диаграммы зависимости напряжения от деформации для конструкционной стали представлен на рис. 1.2, а кривой ОЛВСОЕ] при этом осевые деформации Отложены по оси абсцисс, а соответствующие напряжения — по оси ординат. От точки О до точки Л напряжение и деформация прямо пропорциональны друг другу и диаграмма соответствует линейной зависимости. Выше точки Л линейное соотношение между напряжением и деформацией больше не имеет места, поэтому напряжение, соответствующее точке А, называется пределом пропорциональности. Для малоуглеродистых (конструкционных) сталей предел пропорциональности обычно ле- [c.14]

Условная диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали показана на рис. 59. Для упрощения расчетов за пределом упругости диаграмма растяжения обычно схематизируется. Зависимости напряжений от деформаций на различных участках диаграммы представляются следующим образом [c.118]

Наиболее типичная и в то же время иллюстрирующая многие важные особенности зависимость напряжения от деформаций получается при испытании на растяжение образца из малоуглеродистой стали. Если испытание проводится таким образом, что при этом удается избежать влияния инерции испытательной машины, то результаты обычно весьма похожи на кривую, изображаемую сплошной линией на рис. 1.3. Предел пропорциональности (proportional) Тр, который определяется как конец первоначально прямолинейного участка диаграммы, можно считать совпадающим (настолько близко, насколько можно измерить) с пределом упругости (elasti ) Те, определяемым как наибольшее напряжение, вплоть до которого образец будет упруго восстанавливать свои [c.28]

Опытные данные, относящиеся к условиям прохсорциональ-ного нагружения, довольно хорошо подтверждают существование единой для всех видов напряженных состояний кривой зависимости октаэдрического напряжения от октаэдрического сдвига, а также устанавливаемую формулами (16.1.4) пропорциональность между девиатором напряжений и девиатором деформаций. Так обстоит дело, во всяком случае, для углеродистой и низколегированной стали, для титановых сплавов. Однако для некоторых сплавов, например алюминиевых и магниевых, а также высокопрочных сталей, уже диаграмма растяжения не совпадает с диаграммой сжатия, а в плоскости т — То опытные точки, соответствующие разным напряженным состояниям, не ложатся на одну кривую. Положение можно исправить, допустив, что пластический потенциал U зависит не только от второго инварианта девиатора, но, возможно, от третьего инварианта и от гидростатической составляющей тензора. Заметим, что уже уравнения (16.1.2) фактически вводят зависимость от третьего инварианта, поверхность нагружения в виде шестигранной призмы задается уравнением вида (15.1.5). [c.542]

В настоящее время существует ряд таких предложений по оценке напряжений и деформаций в упругопластической области. Наибольшее распространение получают соотношения, разработанные в [26, 27], а также уточнение этих зависимостей, предложенное в [28]. На рис. 18 приведены вычисленные на основе интерполяционного соотношения Нейбера Ks К = аа значения коэффициентов концентрации напряжений Ks и деформаций Kg, для полосы с отверстием (обд = 3) в зависимости от числа циклов для стали Х18Н9 при 650° С. Эти коэффициенты получены расчетом по изохронным кривым с учетом измерения асимметрии от полу-цикла к полуциклу [29]. Как отмечалось выше, для рассматриваемой стали стабилизация диаграммы деформирования наступает [c.57]

Влияние углерода на механические свойст-в а. Механические свойства сплавов Т1—N1 очень сильно отличаются в исходной и в мартенситной фазах. В отличие от сталей напряжение течения высокотемпературной фазы очень высокое. На рис. 2.30 схема тично показаны диаграммы напряжение — деформация исходной и мар тенситной фаз. В исходной фазе предел текучести не выражен в дост<1 точной степени отчетливо, поэтому для анализа использовали напряжение По,2. соответствующее деформации 0,2%. Закалка сплавов Т)—N1 дуговой выплавки и сплавов Т)—N1—С высокочастотной выплавки осуществлялась в воде после отжига при 700 °С в течение 2 ч, затем по результатам испытаний на растяжение при 19°С и 145 °С определялись предел текучести а , деформация на пределе текучести у, разрушающее напряжение о , деформация до разрушения (рис. 2.31 и 2.32). Зависимость [c.82]

Людвик не строил кривые напряжение — деформация при растяжении при различных постоянных скоростях деформации вместо этого он находил зависимость изменения предельного напряжения от скорости деформации. Он построил диаграмму (рис. 4.113), основанную на измерениях предельного напряжения, которую стал анализировать с точки зрения повышения предела упругости. В этом же смысле он рассматривал эффект Харстона (Thurston [1873, 1]), который ошибочно приписал Баушингеру (Baus hinger [1881, 1], см. выше раздел 4.5), т. е. повышение верхней границы упругой [c.188]

На рис. 5 представлены диаграммы деформирования стали. Диаграммой (а) изображена зависимость предельной величины деформации в момент разрушения образца, в упомянутом выше диапазоне пластичность материала существенно уменьшается. На диаграмме (б) изображены данные двух экспериментов, характеризующие зависимость а = ст Т) при изменении Т = Т 1) по линейному закону с целью поддержания постоянной величины скорости деформаций 1 = = 3,2 10- - 2 = 2,9 10- с- Начиная с Тх 800 °С и до Тз = 900 °С наблюдается увеличение напряжения. Соответственно на диаграмме (в) нри фиксированной величине напряжения сг = 30 МПа в этом же диапазоне АТ наблюдается уменьшение скорости деформаций. Общая картина деформационнопрочностного поведения явно отличается от аналогичных диаграмм рис. 4 для титана, но характерные особенности по температурной шкале действительно совпадают с особенностями изменения = /(Т), что оправдывает предложенную в [4] методику. [c.731]

Экспериментально установлено, что диаграмма циклического упругопластического деформирования при повышенных температурах так же, как и при нормальных температурах, в каждом полуцикле нагружения в координатах 5 — е представляет обобщенную диаграмму деформирования, причем связь между напряжениями и деформациями в данном полуцикле не зависит от уровня исходной деформации (напряжения). Обобщенные диаграммы деформирования при температуре 700° С в координатах 5 — е для аустенитной стали 1Х18Н9Т при скорости деформирования 0,18 мин приведены на рис, 101, а, а при 0,0018 мин — на рис. 101, б [192]. Зависимость ширины петли пластического гистерезиса от степени исходного деформирования в первом полуцикле нагружения (исходное нагружение принимается за нулевой цикл) носит линейный характер [c.244]

Изменение механических свойств низкоуглеродистой стали в зависимости от нагрева и диаграмма ее зависимости от напряжений показаны на рис. 15.1. Как видно из рис. 15.1, а, Ов сперва растет от нагрева, а с увеличением температуры резко падает, падает также Ог и модуль упругости , растет относительное удлинение 6. На рис. 15.1,6 видно, что с увеличением напряжения сталь деформируется незначительно (удлиняется до 0,2 %) до предела упругости ау. При нагрузке до предела упругости сталь деформируется упруго и со снятием нагрузки восстанавливает прежние размеры и форму. Если же нагрузка будет незна-чител >но увеличена за предел текучести аг, сталь будет удлиняться даже без увеличения нагрузки до 2 %, и эта деформация от 0,2 до 2 % будет уже не упругой, а пластической и останется при снятии нагрузки. При дальнейшем увеличении нагрузки пластическая деформация стали будет возрастать вплоть до временного сопротивления Ов, после чего сталь разрушится. Деформацию стали от 0,2 до 2,0 % называют площадкой текучести. [c.190]

Существуют пластические массы — эластомеры, которые обладают способностью деформироваться в значительных пределах, имеют так называемую высокоэластическую деформацию. Высокоэластическая деформация исчезает при снятии нагрузки, но от обычной упругой деформации отличается по величине и по механизму проявления. Напомним, что упругая деформация стали составляет около 0,1% и резко отграничена пределом текучести. Деформация эластомеров может превысить 1000 , а модуль их упругости очень мал и колеблется в пределах 20—200 кГ1см . При растяжении высокоэластичных тел зависимость между напряжением и деформацией не является линейной. Диаграмма деформации здесь имеет вид кривой, напоминающей по форме букву 5 (рис. 184). Таким образом, высокоэластические деформации не подчиняются закону Гука, и модуль упругости эластомеров является переменной величиной. Для суждения об упругих свойствах высокоэластичных материалов на основании кривой растяжения обычно пользуются значением [c.309]

Несколько удлинившись при постоянном значении усилия образец снова демонстрирует способность упрочняться, когда усилие F растет с увеличением деформации А/. На этой стадии деформирования образца график зависимости F = F (At) представляет собой гладкую кривую, см. рис. 2.3, а. Рано или поздно сила F достигнет своего наибольшего значения, см. точку D на диаграмме. Соответствующее максимальное напряжение при испытании обозначается о (индекс и от ultimate (англ.) — предельный) и называется пределом прочности или временным сопротивлением. Например, для упомянутой стали 45 (без термической обработки, в прутках диаметром до 80 мм) нормативное значение Стц должно быть не менее 610 МПа. [c.50]

С увеличением концентрации напряжений более отчетливо проявляется влияние напрягаемых объемов и температуры на переход от вязкого состояния к хрупкому. Поэтому для определения условий перехода от вязкого к квазихрупкому или хрупкому разрушению широко используют температурные зависимости характеристик прочности и пластичности. В качестве примера на рис. 1.10 приведены результаты испытаний для малоуглеродистой стали 22К при растяжении образцов с площадью сечения f=lOOO мм . При испытаниях образцов с острыми надрезами регистрировались разрушающее напряжение Ск, сужение площади поперечного сечения ij) и максимальная деформация бтах в зоне концентрации напряжений после разрушения, измеренной методом сеток с шагом 0,1 мм. Кроме указанных характеристик на диаграмме рис. 1.10 нанесены величина Fb — доля вязкой ягтp и.члома (как хаоареристика степени [c.17]

Рис, 21. Уменьшение потенциала активного растворения Дф при гальваностатической поляризации стали 1Х18Н9Т с плотностью тока 0,75 мА/см (/ — статическое нагружение 2 — скорость деформации в минуту 4,86% 3 — 21,2% 4 — 48,6%), плотность тока области Фладе-потеициала, плотность тока активного растворения при потенциале — 250 мВ, плотность тока пассивного состояния при потенциале 900 мВ, потери массы образцов АО, потенциал полной пассивации и потенциал перепассивации ф в зависимости от степени деформации при статическом нагружении до напряжений, отмеченных цифрами О, /, 7, 3, 4 на диаграмме растяжения (а). Штриховкой обозначена область пассивного состояния [c.82]

Циклическая анизотропия свойств материалов характеризует собой явление неодинакового сопротивления циклическому деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения, что может объяснять наряду с другими причинами (различие исходных диаграмм растяжение—сжатие, асимметрия цикла напряжений) возникновение у некоторых материалов преимущественного одностороннего накопления пластических деформаций. Хотя большинство материалов является циклически изотропными, циклическая анизотропия может быть присуща ряду материалов — как циклически разупрочняющимся (сталь ТС), так и стабилизирующи.мся (В-95) и упрочняющимся (В-96, АК-8). Экспериментальное изучение зависимости ширины петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения (считая исходное нагружение за нулевой полуцикл) от степени исходного деформирования при симметричном и асимметричном мягком нагружении устанавливает линейную связь между этими характеристиками (рис. 2.4) во всем диапазоне исследованных деформаций (до 10 е .). При построении зависимости для несимметричного цикла от амплитудных значений деформаций ёа в исходном нагружении экспе- [c.29]

С понижением температуры предел текучести и предел прочности стали возрастают, причем 0т увеличивается интенсивнее, так что отношение От/Ств стремится к единице при снижении температуры до —180 С. Однако при —Ш °С диаграмма растяжения является практически прямой линией, т, е. разрушение происходит без следов заметной пластической деформации. Поэтому величины Кс при этой температуре можно считать равными Ki . Зависимости от температуры указанных величин, а также критического коэффициента интенсивности напряжений при циклическом нягружении Ki представлены на рис. 24. Величины Kf определялись по формуле [c.203]

В последнее время большое внимание уделяют возможности повышения статических и циклических характеристик механических свойств конструкционных сталей путем легирования атомами азота [6, 18, 21, 32]. На рис. 6,14 представлены кинетические диаграммы усталостного разрушения образцов из нержавеющей стали SUS 316 в зависимости от содержания азота (в пределах от 0,02 до 0,66, вес.%) [21]. В работе [21] было показано, что пороговый коэффициент интенсивности напряжений AK, , для стали с 0,001 0,02 и 0,07% N не зависит от количества содержания N. Однако при содержании в стали азота в количестве, большем, чем 0,24%, наблюдается заметно меньшая скорость распространения трещины и возрастает на 50%. Такое поведение при усталости связано с тем, что в высокоазотистой нержавеющей стали деформация у вершины трещины однородна, а у стали с низким содержанием азота в зоне пластической деформации заметны локальные полосы скольжения [21]. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...