Сопротивление деформации зерен

При осадке тела, состоящего из зерен, оказывающих различное сопротивление деформации, более мягкие зерна стремятся уменьшить высоту, чему противодействуют более твердые зерна. В результате в мягких зернах в направлении осадки появятся дополнительные напряжения растяжения, а в твердых — сжатия. В плоскости, перпендикулярной направлению осадки, мягкие зерна стремятся получить большую вытяжку, чем твердые. В последних появятся дополнительные напряжения растяжения, а в мягких — сжатия. Большее или меньшее сопротивление деформации зерен может быть обусловлено разным их химическим составом (многофазные сплавы) и различной ориентировкой в чистых металлах. [c.202]

Рис. 140. Приближенная зависимость сопротивления деформации зерен металла от расстояния до свободной поверхности. Сопротивление деформации зерен на значительном удалении от свободной поверхности принято за 100 о [138]

Наличие поверхностного слоя металла с измененными механическими свойствами проявляется не только как причина влияния абсолютных размеров на предел выносливости, но также и как фактор, влияющий на контактную прочность при статической нагрузке. Так, например, в случае нагружения двух тел, прижимаемых одно к другому и соприкасающихся по малой поверхности контакта, влияние абсолютных размеров тел связано с сопротивлением деформации зерен поверхностного слоя металла. Результаты испытаний металлических шариков различных размеров, прижатых друг к другу, показаны на рис. 222. [c.338]

В поликристаллах процесс скольжения затрудняется из-за значительного числа зерен, отличающихся величиной и формой и различно взаимно ориентированных. Во время пластической деформации поликристалла число дислокаций и других несовершенств кристаллической решетки увеличивается происходит перераспределение дислокаций и их концентрирование на границах зерен, фрагментов и блоков мозаики. Поэтому сопротивление деформации у поликристаллов значительно выше, чем у монокристаллов, а пластичность ниже. [c.81]

Перегрев и пережог металла являются результатом неправильного выбора температуры нагрева при горячей обработке давлением. Для уменьшения сопротивления пластической деформации (повышения пластичности металла) температуру нагрева следует выбирать возможно более высокой однако при этом может увеличиться зерно и понизиться ударная вязкость. Поэтому необходимо учитывать температуру начала обработки (обусловливающую наименьшее сопротивление деформации) и ее конца (обеспечивающую рекристаллизацию металла и необходимые размеры зерен). [c.88]

Деформация и разрушение при ползучести. При достаточно высоких температурах в поликристаллическом металле границы зерен становятся более слабыми, чем сами зерна, и значительная часть деформации ползучести происходит за счет скольжения зерен относительно друг друга. Это скольжение носит характер вязкого течения, оно затруднено кинематически, так как зерна имеют неправильную форму и каждое зерно встречает сопротивление со стороны соседних. Скольжение становится возможным за счет пластической деформации зерен и сопровождается появлением меж-зеренных трещин, приводящих к разрущению. [c.320]

Повышение температуры в области 0>О,9 резко уменьшает деформируемость металла (перегрев и пережог). Увеличение скорости деформации сталей и сплавов, имеющих высокое сопротивление деформации, может сыграть отрицательную роль, так как незначительное повышение температуры под влиянием тепла деформации способствует оплавлению легкоплавких составляющих по границам зерен и разрушению (рис. 274,а). На микрошлифах, соответствующих этой области, видны по границам зерен следы легкоплавких эвтектик и внутреннего окисления (пережог). [c.516]

При замене воздуха высоким вакуумом (10" Па) в процессе испытания технического никеля на малоцикловую усталость при 550 °С результаты существенно изменяются вместо межкристаллитного разрушения в атмосфере воздуха происходит транскристаллитное разрушение при значительной деформации зерен с образованием линий сдвига. Сопротивление усталости никеля при испытании в вакууме существенно повышается [1]. Все это свидетельствует о важной роли внешней среды, которая изменяет не только механические свойства металла, но и характер разрушения. [c.163]

Два фактора могут объяснить уменьшение прочности в гелии по сравнению с прочностью на воздухе. Во-первых, окисление и азотирование на воздухе вызывают упрочнение, так как образующиеся окислы и нитриды препятствуют выходу дислокаций на поверхность, в результате чего увеличивается сопротивление деформации. Такого упрочнения не происходит в атмосфере гелия. Во-вторых, в гелии не образуется сплошного окисного слоя, поэтому кислород и углерод диффундируют внутрь по границам зерен, что приводит к появлению поверхностных трещин. Чаще трещины [c.157]

Сопротивление деформации при обработке давлением зависит от химического состава металла, температуры, скорости и степени деформации. Температура является превалирующим фактором. Сопротивление деформации с повышением температуры уменьшается немонотонно. При повышении температуры металлов и сплавов физико-химические процессы происходят неодновременно во всех зернах, что приводит к появлению дополнительных меж-зеренных напряжений, а следовательно, и к повышению сопротивления деформации. [c.23]

Взаимные смещения и перестановки зерен при СПД всегда сопровождаются их вращением, которое удается непосредственно наблюдать, например по развороту царапин. Углы вращения изменяются от зерна к зерну и могут быть значительными, достигая иногда десятков градусов при е=80-г 100 % [71, 101]. Причина вращения зерен обусловлена, очевидно, разным сопротивлением проскальзыванию на различных границах [112], Проведенный в указанных работах анализ свидетельствует о важной роли вращения зерен как аккомодационного процесса, связанного с обеспечением совместной деформации зерен без необходимости их проскальзывания по трудным границам. [c.41]

Ход кривых на обоих графиках показывает, что проведение ВТМО существенно повышает сопротивление деформации по границам зерен, по сравнению с обработкой по техническим условиям при этом наибольшее упрочнение границ зерен достигается путем ВТМО при 1160° С и обжатии 30%. [c.89]

Металлы состоят из кристаллических зерен правильной структуры. Так как, однако, на границах зерен в процессе кристаллизации возникают препятствия со стороны соседних зерен, эта правильность структуры нарушается, и граничные зоны по своей структуре уподобляются аморфным веществам. В определенном диапазоне температур и при небольших напряжениях неупругие деформации происходят лишь в указанных зонах, имеющих весьма малый объем по сравнению с телом зерен. Поэтому, пока напряжения не достигнут определенной величины, зависящей от соотношения сопротивлений тела зерен сдвигу и граничных зон — вязкой деформации, вязкая деформация поли-кристаллического тела оказывается настолько незначительной, что практически может не учитываться. Названное выше соотношение существенно зависит от температуры. При определенной для данного материала температуре даже в результате не- [c.418]

Протяженность границ зависит от числа зерен в единице объема поликристалла, т. е. от средней величины зерен. Чем мельче зерна, тем больше протяженность границ, относительный объем зон затрудненной деформации и сопротивление деформации поликристалла. [c.121]

Следует отметить различный ход изменения сопротивления деформации в интервале фазовых превращений в обычных условиях обработки металлов давлением и в условиях сверхпластичности. В первом случае скорость деформации на несколько порядков выше, чем во втором, и сопротивление деформации несколько возрастает с повышением температуры, как указано выше. То обстоятельство, чтО многие исследователи обнаруживали эффект сверхпластичности в интервале фазовых превращений, объясняется формированием очень мелких зерен при этом, а само по себе фазовое превращение, видимо, не играет существенной роли, так как сверхпластичность обнаружена в однофазных сплавах и даже в чистых металлах. [c.157]

Если в процессе пластической деформации наложение ультразвуковых колебаний приводит к разупрочнению, к снижению сопротивления деформации, то облучение ультразвуком сплавов без нагрузки в большинстве случаев, приводит к упрочнению ( акустическое упрочнение ). Происходит это в результате скопления большого числа генерированных вибрацией дислокаций вблизи границ зерен, блоков и включений, что препятствует их неремещению. [c.180]

По мере увеличения нагрузки растут касательные напряжения во всевозможных плоскостях. Деформация по плоскостям, где она уже возникла, развивается вследствие упрочнения сопротивление деформации в этих плоскостях повышается, начинается скольжение по другим плоскостям, число плоскостей скольжения возрастает, форма зерен начинает изменяться. Деформированные зерна давят на менее деформированные создается неравномерное напряженное состояние металла, повышающее сопротивление деформации и понижающее пластичность., [c.37]

Важную роль в адгезионном износе должны играть границы зерен. Как известно, в поликристаллическом материале на границах зерен кристаллическая решетка искажена [125, [177]—[179], [180], [181]. Границы зерен в металле ведут себя так, как если бы они являлись областями большого сопротивления деформации металла при низкой температуре и большой скорости деформации и областями малого сопротивления при высокой температуре и малой скорости [c.173]

В процессе резания деформация контактных слоев инструмента происходит с малой скоростью и при высокой температуре. В таких условиях границы зерен должны обладать малым сопротивлением деформации, и вероятен случай отслаивания блоков материала инструмента по границам зерен под действием касательных напряжений (фиг. 176). [c.174]

Таким образом, раз.меры зерна и субзерен играют важную роль при определении прочности металла и его сопротивления деформации. Это положение, южет проявляться более или менее отчетливо в зависимости от различных процессов, происходящих в металле, но оно всегда остается в силе. В общем случае сопротивление деформации н прочность повышаются при уменьшении размера зерен или субзерен. [c.159]

Резюмируя приведенные выше соображения, можно считать, что сопротивление деформации и сопротивление накоплению повреждений изменяются, как показано на схематической диаграмме рис, 127. Область крупнозернистого материала характеризуется подчеркнутым влиянием размера субзерен, не связанным непосредственно с размером зерна д. В области очень малых размеров зерна пластические деформации развиваются одновременно в объеме целой группы зерен приблизительно одинакового размера. [c.162]

В более сложных структурах технических металлов, например мягкой стали, в которой по границам зерен феррита выпадают карбиды и концентрируются чужеродные атомы, границы зерен обладают более высоким сопротивлением деформации и оказывают существенное влияние на общие пластические деформации деталей. Это объясняет повышение предела текучести стали по сравнению с напряжением скольжения феррита и то, что наклон диаграммы деформирования стали в зоне пластической деформа- [c.179]

При исследовании предельных состояний деталей по сопротивлению деформации и разрушению используется другое определение толщины поверхностного слоя. В этом случае используется критерий разницы сопротивления пластической деформации зерен поверхностного слоя и зерен в толще металла. Толщина поверхностного слоя, определенная по этому признаку, естественно, зависит от абсолютных размеров зерна и технологического процесса обработки образца. [c.185]

Как показали эти исследования, сопротивление зерен пластической деформации в рассматриваемых условиях, по-видимому, увеличивается по направлению к центральной области тела, где сопротивление групп зерен пластической деформации достигает максимального значения, принятого на графике (рис. 140) за 100%. [c.186]

В отличие от напряжений первого рода напряжения второго рода уравновешиваются в объемах отдельных зерен аустенита. Возникновение их определяется изменением удельного объема и коэффициента объемного расширения при превращении аустенита, анизотропностью коэффициента объемного расширения в зернах с разной ориентировкой, что приводит к появлению напряжений между зернами, и разностью сопротивления деформациям исчезающей и возникающей фаз. Последнее приводит к неравномерной релаксации напряжений первого рода и вызывает концентрацию напряжений второго рода в отдельных участках двухфазного объема стали [8]. [c.577]

Низколегированные теплоустойчивые стали имеют еще некоторые особенности, которые сказываются на условиях проведения их термической обработки — это их пониженная теплопроводность, повышенная температура потери упругих свойств (температура размягчения) и возможность снижения сопротивления деформации и разрушению границ зерен по сравнению с телом зерна при температуре 650 °С. Указанные обстоятельства требуют ограничения скорости нагрева, особенно при локальной термической обработке в интервале температур до достижения сталью хотя бы ограниченной способности к пластической деформации (до 300 °С). Скорость охлаждения после высокого отпуска в целях снижения уровня остаточных напряжений также следует ограничивать по крайней мере до перехода металла в упругое состояние по всему сечению (примерно до 300 °С). С другой стороны, относительное ухудшение свойств на границах зерен при 650 °С требует, наоборот, быстрого прохождения этого интервала при нагреве. [c.185]

Повышение сопротивления деформации происходит за счет неравномерного распределения напряжений между зернами, создаваемого действием одного зерна на другое. Основное влияние на неравномерность распределения напряжений оказывают ориентировка зерен и количество возможных направлений скольжения. [c.107]

При испытании на растяжение пластическая деформация с увеличением внешней нагрузки прежде всего возникает на поверх- юсти образца, где сопротивление деформации зерен является наименьшим, однако в дальнейшем деформация быстро распространяется на все сечение стержня. Так как в поперечном сечении образца стандартных размеров находится большое число зерен с произвольно ориентированными кристаллографическими плоскостями, то при нагружении такого образца растягивающей нагрузкой пластические макродеформацин получаются такими же, как если бы образец был изготовлен из однородного пластичного материала. [c.168]

При низких гомологических температурах явление рекристаллизации протекает настолько медленно, что диспергирование субмикроструктуры при пластической деформации не восстанавливается. При температурах 0>6i—температуры динамической рекристаллизации— величина и количество зерен в поликристалле изменяются, становятся зависимыми от скорости деформации, условий дальнейшего нагрева и охлаждения. Поэтому размер зерна оказывает влияние на скоростную зависимость сопротивления деформации скоростной ко- [c.470]

При высоких температурах влияние величины зерна на пластичность и сопротивление деформации изучено недостаточно. Однако установлено, что и при высоких температурах отмеченная выше тенденция сохраняется, т. е. сопротивление деформации и пластичность уменьшаются с ростом величины зерна, причем с повышением температуры пластичность сталей 000X28 (0,02% С) и Х28 (0,1% С) повышается независимо от величины зерна (рис. 271,а). Наоборот, для кремнистой стали существенное различие в пластичности установлено для 800 °С (рис. 271,6), которое нивелируется при более высоких температурах, причем с повышением температуры пластичность более мелкозернистой стали уменьшается, что можно объяснить ростом размера зерен при нагреве однофазной кремнистой стали в диапазоне температур 800—1000 °С. Рост зерен с повышением температуры для двухфазных сталей затруднен и поэтому в них наблюдается увеличение пластичности с ростом температуры за счет развития диффузионных процессов, увеличения числа систем скольжения и механизмов пластической деформации. Однако для хромистых сталей наряду с ростом пластичности при уменьшении величины зерна наблюдается аналогичное уменьшение сопротивления деформации, что связано с проявлением эффекта сверхпластичности, так как при повышенной температуре эти стали (000X28 и Х28) являются по существу двухфазными с наличием устойчивой твердой ст-фазой. Поэтому не случайно, что влияние величины зерна на пластичность [c.509]

Деформация поликристаллических тел. Подавляющее большин--ство реальных твердых тел представляют собой пол и кристаллические агрегаты, состоящие из огромного числа кристалликов, произвольно ориентированных друг относительно друга и прочно сросшихся между собой (рис. 1.30). Поведение каждого кристаллика, в отдельности ничем не отличается от поведения монокристалла. Однако наличие у каждого из них большого числа произвольно ориентированных соседей, а также наличие монокристаллических границ с искаженной решеткой вносят существенное изменение в характер поведения кристаллических зерен под нагрузкой. При случайном распределении ориентаций сросшихся зерен всегда найдется некоторое количество таких зерен, системы скольжения которых благоприятно ориентированы к направлению действия вне1 1-ней силы. Процесс скольжения в них мог бы начаться при относительно малой внешней нагрузке. Однако среди соседей, окружающих такие кристаллики, обязательно окажутся неблагоприятно ориентированные зерна, скольжение в которых может начаться лишь при больших нагрузках. Так как в однородных металлах все зерша данной области деформируются одновременно и самосогласован-но, то сопротивление деформации такой области может оказаться много выше, чем у отдельно взятых монокристаллических зерен. Более того, при наличии большого числа зерен, не способных течь (вследствие неблагоприятной ориентации), поликристалл может вести себя как хрупкое тело. [c.40]

При образовании дефектов решетки в кристаллах металла нарушается межатомная связь, уменьшается одновременное участие атомов в сопротивлении деформации, понижается степень использования межатомной связи, что приводит к снижению прочностных свойств металла. Схематически эта зависимость показана на рис. 7. Чем больше дефектов решетки и чем глубже нарушено строение решетки, тем ниже прочность металла. В реальных поликристаллических металлах снижение прочности вызывают не только дислокации, граничащие с монокристалликами, т. е. блоками или областями когерентного рассеяния рентгеновских лучей, но и другие дефекты решетки, расположенные на границах зерен, субзерен, инородных включений и т. п. [c.39]

Ранее уже отмечалось, что при введении в сплавы, особенно в алюминийсодержащие сплавы, р-стабилизаторов в количестве, не превышающем предела их растворимости в а-фазе или незначительно превышающем ее, возникают не чистые а-твердые растворы, а так называемые бетированные сплавы. В таких сплавах на границах зерен (при мелкозернистой структуре) или на границах пластин а-фазы (в р-превращенных структурах) присутствуют выделения р-фазы. В высокотемпературной части -области сопротивление деформации р-фазы существенно меньше, чем у а-фазы, особенно, когда последняя содержит в себе такие [c.114]

Бориды — твердые тугоплавкие частицы типа Ме Вг (например, (Моо siTio 1зСго 44)зВг), наблюдаются только по границам зерен и могут расти от границы в глубь зер на Располагаясь в местах сочленения решеток разной ориентации, увеличивают сопротивление деформации ползучести [c.329]

Хотя иринциниальпо множественное скольжение — наиболее простой путь, энергетически он невыгоден и дает наименьшую эффективность диссипации упругой энергии. Об этом говорит вид кривой течения монокристалла (рис. 24). Эффективная релаксация напряжений происходит только на стадии легкого скольжения, когда действует одна его система. Вторая стадия (множественное скольжение) характеризуется высоким деформационным упрочнением. Данные 171] показывают если в поликристалле удается йзбен ать внутри зерен множественного скольжения, то сопротивление деформации существенно снижается (соответственно повышается диссипацця упругой энергии). На рис. 25, 26 приведены концентрационные зависимости сопротивления деформации (растя-н ением) и параметров уравнения Петча для поликристаллов сплавов Си — А1. Видно, что на пределе текучести эти зависимости имеют нормальный вид, с ростом концентрации твердого раствора [c.88]

Для случаев разрушения высокопрочных сталей в условиях очевидного наводороживания металла используют даже особый термин замедленное разрушение [185,186] (выявленное при наводороживании гладких образцов под действием упругих напряжений ниже предела текучести). Именно в результате замедленного разрушения чаще всего реализуется преждевременное хрупкое разрушение высокопрочных сталей. Природу этого разрушения обычно связывают с изменением либо сопротивления деформации под воздействием водорода, либо когезивной прочности границ зерен. [c.294]

На установке ИМАШ-5С-65 проведено микроструктурное исследование механизма пластической деформации упрочненной путем ВТМО аустенитной жаропрочной стали Х12Н22ТЗМР в процессе растяжения с постоянной скоростью 3% в час при 700° С. Произведена количественная оценка величины межзеренной деформации в испытанных образцах стали Х12Н22ТЗМР показано, что проведение ВТМО суш,ественно повышает сопротивление деформации по границам зерен, по сравнению с обработкой по ТУ. Выполнен микроструктурный анализ и проведена количественная оценка вклада границ в обш,ее удлинение образцов золота в интервале температур от комнатной до 800° С при растяжении с постоянной скоростью, а также изменения свойств прочности. Исследования показали, что при 200—300° С происходит резкое разупрочнение границ зерен золота при дальнейшем повышении температуры степень разупрочнения границ зерен практически не меняется. [c.165]

Все модели учитывают взаимосвязь величины зерна с плотностью дислокаций и рассматривают границы зерен только как механические барьеры для скольжения дислокаций. Тем не менее, в настоящее время накоплено достаточно экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что границы зерен являются прежде всего источниками дислокаций [32], порождающими релаксационные потоки дефектов [1] как в. объеме зерен, так и вдоль их границ. Учет уже только этого обстоятельства приводит к необходимости рассмотрения релаксационной модели [1] влияния границ зерен на сопротивление деформации поликристалла. Кроме того, в условиях деформации типа высокотемпературной, когда реализуется множество релаксационных процессов (ЗГП, миграция, фрагментация, экструзия-интрузия, квазивязкое течение), не все из которых непосредственно связаны с плотностью дислокаций, релаксационный подход является, очевидно, определяющим. [c.85]

Следы скольжешш в р-сплаве напоминают разветвленную сеть трещин и распространяются от тела зерна к его граница.м. В сплаве ВТ 15 границы зерен оказывают сильное сопротивление деформации ни в одном случае не было замечено пере.хода линии скольжения через границу. Следы скольжения очень извилисты, что, возможно, связано с поперечным скольжением. [c.66]

С повышением телшературы пластичность металла повышается, а прочность и сопротивление деформации уменьшаются (рис. 20.4). Од1[ако для углеродистых сталей в интервале температур 100—300 "С, называемом зоной синеломкости, пластичность несколько уменьшается, а прочность возрастает. Подобное явление имеет место при нагрг-Ба ИИ цинка. Некоторое снижение пластичности наблюдается также Б области фазовых превращений. Резкое снижение пластичности при высоких температурах связано с чрезмерным ростом зерен (перегре- [c.202]

Взаимодействие дислокаций многообразно и сложно. Они могут взаимодействовать в одной или разных плоскостях, иметь одноименный или разноименный знак, но если искажение решетки в результате их взаимодейств Я увеличивается, то возрастает сопротивление деформации кристалла. Поверхностные дефекты наблюдаются прежде всего на границах зерен. [c.12]

Давиденков и Пашков [8] объясняют наличие площадки текучести на диаграмме растяжения сопротивлением деформации сетки цементита на границах зерен, вызывающей неравномерность пластической деформации в объеме металла вследствие разницы жесткости зерен и зоны вдоль границ зерен. Позже было показано, что это не может служить исчерпываюи1,им объяснением наличия [c.193]

Прочность и твердость материала па границах и внутри зерен по-разному изменяются в зависидюсти от телшературы и скорости нагружения. При высоких телшературах и низкой скорости нагружения материал на границах зерен обнаруживает малое сопротивление деформации и низкую прочность. И наоборот, при низких температурах и повышенной скорости нагружения сопротивление деформации материала в зонах у границ зерен может быть значительно выше, чем внутри зерен. Отсюда следует, что низкая температура и высокая скорость нагружения способствуют появлению площадки текучести или ее удлинению, если она имелась в обычных условиях нагружения. [c.195]

Наиболее простым методом испытания свойств является измерение твердости. Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление деформации в поверхностном слое при местных контактных воздействиях. Различают методы определения твердости по Брпнелю (по диаметру отпечатка шарика) по Роквеллу (по глубине вдавливания алмазного конуса или закаленного шарика) по Виккерсу (для деталей малой толщины или тонких поверхностных слоев твердость определяют по диагонали отпечатка алмазной пирамиды). Схемы этих методов приведены на рис. 47. В некоторых случаях определяют микротвердость отдельных участков металла. Этот метод используют для измерения твердости отдельных зерен или очень тонких слоев. [c.87]

При нагреве до определенных температур амплитуда тепловых колебаний атомов увеличивается настолько, что облегчает возвращение атомов в положение равновесия, выравнивая упругие деформации зерен и приводит к снижению остаточных напряжений после снятия внещних усилий, уменьшению сопротивления деформированию и увеличению пластичности. Это явление называется возвратом. Возврат протекает во времени с увеличением температуры скорость возврата увеличивается. Эффект его зависит от соотношения между температурой и скоростью деформации. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...