Структура материалов до нагружения

Структура материалов до нагружения. Большинство материалов, в том числе и металлы, занимают промежуточное положение между идеализированным абсолютно твердым, упругим телом и вязкой жидкостью типа смолы. [c.80]

Структура материалов до нагружения ч, 1. [c.365]

До сих пор, говоря об испытании образца на растяжение, мы касались только внешней стороны явления, не затрагивая внутренних процессов, происходящих на уровне молекулярного строения. И это естественно, поскольку в основу подхода была положена схема сплошной среды, лишенной каких бы то ни было структурных особенностей. Между тем процессы, происходящие в материале при деформации и разрушении, определяются структурой вещества и принципиально не могут быть объяснены средствами механики сплошной среды. Поэтому их изучение выпадает из класса задач, рассматриваемых в курсе сопротивления материалов. Это - уже вопросы физики твердого тела, построенной на совершенно отличной от сопротивления материалов основе. Тем не менее, изучая сопротивление материалов, необходимо иметь хотя бы самое общее представление о том, что происходит в материале при нагружении и от чего зависят упругость и пластичность. [c.72]

Однако более глубокое изучение показывает, как трудно (может быть и вовсе невозможно) провести такое разграничение, поскольку зародыши деформации и разрушения содержатся почти во всяком реальном материале еще до его нагружения. Например, если считать, что разрушение — это нарушение сплошности, то начало разрушения надо связывать с первым появлением несплошности. Однако ни одно реальное твердое тело не является сплошным, даже вполне совершенное по структуре тело не является сплошным, как принято считать в теории упругости, ввиду прерывистого (дискретного) строения, и поэтому, строго говоря, появление несплошности обнаружить невозможно. Если же вместо возникновения несплошности определять первое нарушение правильности строения (структуры) материала, то также возникают различные трудности, в частности почти все реальные материалы имеют нарушения строения в виде вакансий, дислокаций и т. д. еще до нагружения. Поэтому установление первого нарушения зависит от чувствительности метода обнаружения несплошности структуры. Начало разрущения будет отмечаться тем раньше, чем чувствительнее метод обнаружения трещин. Следует иметь в виду, что начало разрушения не обязательно совпадает с возникновением искажения структуры, последнее вероятно наступает раньше и соответствует не началу разрушения, а началу остаточной локальной деформации. [c.173]

Рассматриваемые углерод-углеродные материалы при нагружении на растяжение в направлении армирования, так же как и материалы с полимерной матрицей аналогичной структуры, имеют линейную зависимость а(е) до разрушения. Кривые деформирования этих материалов при сжатии имеют отчетливо выраженный пе- [c.293]

В правильно построенных волокнистых композициях может быть реализована высокая, близкая к теоретической прочность топких волокон. Так как в волокнистых материалах матрица является слабо нагруженной и ее основная задача состоит в передаче нагрузки волокнам, появляется возможность расширения области применения подобных материалов до температур, близких к температурам плавления матрицы. Материалы, упрочненные легкими волокнами, обладают высокой удельной прочностью, что делает их незаменимыми при создании летательных аппаратов. Наконец волокнистые материалы в силу своей своеобразной структуры (высокопрочные волокна и мягкая матрица) дол.жны обладать высоким сопротивлением распространению трещины. [c.159]

Особенностью установки является то, что она позволяет проводить испытания на микротвердость как хрупких, так и пластичных материалов в широком интервале температур. В процессе-испытания с помощью микроскопа изучается структура материала, а затем в выбранную таким образом зону внедряется индентор. Величина нагрузки варьируется от 5 до 500 гр. Нагружение образца и время выдержки его под нагрузкой осуществляется автоматически. Форма и материал индентора выбирается в зависимости от цели исследования. Нагрев образца и индентора. радиационный. [c.59]

Конечная цель всех исследований закономерностей усталостного разрушения управлять процессом распространения трещин путем его моделирования, вводя обоснованный контроль в зонах распространения трещин, сопоставляя прогноз с реализуемым процессом. По результатам контроля уточняются данные моделирования и обосновывается периодичность осмотров деталей по критерию роста трещин, а также разрабатывается система воздействия на деталь с трещиной в условиях эксплуатации или при ремонте с целью уменьшения скорости роста трещины вплоть до ее полной остановки. С точки зрения организационной структуры несомненно, что полностью система управления может быть реализована при взаимодействии многих организаций и научных направлений. Вместе с тем следует выделить решение задачи, являющейся основной, связанной с представлением о том, как ведет себя металл с развивающейся усталостной трещиной при эксплуатационном нагружении. В этом направлении выполнено множество исследований, которые обобщены, например в [6-11]. Из рассмотрения в качестве характеристики процесса разрушения скорости роста трещины и коэффициента интенсивности напряжения изучены различные внешние воздействия для множества конструкционных материалов. Однако все попытки ввести единообразное описание кинетического процесса до настоящего времени не дали положительного результата. [c.21]

Итак, первая серия проведенных экспериментов показала, что технология производства титановых дисков допускает возможность получения даже в пределах одной плавки материала, обладающего разной чувствительностью к условиям нагружения. Причем параметры структуры и механические характеристики у материалов с разной чувствительностью к условиям нагружения находятся в допустимых пределах по Техническим условиям изготовления дисков компрессоров ГТД и могут быть практически одинаковыми. Следует подчеркнуть, что применительно к исследованным дискам работа разрушения, являющаяся одной из основных характеристик, по которой судят о чувствительности материала к хрупкому разрушению, составляла от 10,2 до 19,5 Дж/см , что существенно превышает минимально рекомендуемое значение КСТ, равное 8,0 Дж/см . Причем у всех трех исследованных дисков значения КСТ были близкими. В связи с этим есть основания предполагать, что работа разрушения образца с трещиной не позволяет гарантированно выявлять склонность материала к разрушению по границам фаз. [c.372]

Одним из важных факторов, оказывающих значительное влияние на процесс усталостного разрушения металлов, является скорость циклического нагружения. Однако в литературе приводятся сведения об изменении структуры материала в основном при низкочастотном (от долей до единиц Гц) нагружении. Количество публикаций, в которых рассматривается роль частоты в изменении структуры и разрушении на звуковых и ультразвуковых частотах, невелико [1—3]. Одна из причин состоит в том, что при высокочастотных испытаниях большинство материалов значительно разогревается, Б результате чего их структура претерпевает необратимые изменения. Сплавы титана вследствие низких уровней рассеяния энергии даже при значительном увеличении частоты нагружения макроскопически не разогреваются. [c.361]

Скорость процессов механического разрушения нагруженного твердого тела и соответственно время до разрушения зависят от структуры и свойств тела, от напрял<ения, вызываемого нагрузкой, и температуры. Существует ряд эмпирических формул, описываюш,их зависимость времени до разрыва т (или скорости разрушения Ое)от этих факторов. Наибольшее применение получила установленная экспериментально для многих материалов (чистых металлов, сплавов, полимерных материалов, органического и неорганического стекла и др.) зависимость [c.21]

Основная идея упрочнения волокнами заключается в создании двухфазной структуры, в которой деформация матрицы используется для передачи напряжения высокопрочным волокнам при их объемном содержании до 50 - 70 % (чаш,е 10 - 30 %) за счет сил сцепления на границе раздела волокно - матрица. Если волокна имеют достаточную длину, то при нагружении деформация волокон на большей части их длины должна быть равна деформации матрицы и в этом случае волокна эффективно упрочняют ее. Кроме того, волокна должны задерживать распространение треш,ин и таким образом повышать не только прочность, но и вязкость материала. Благодаря гетерогенной структуре, состояш,ей из прослоек сравнительно пластичной, но недостаточно жаропрочной матрицы, и высокопрочных волокон, композиционные материалы теоретически способны работать при температуре лишь на несколько градусов ниже точки плавления матрицы при условии, что она будет вести себя как несжимаемая жидкость. [c.181]

При напряжениях о ,ах и Оп1 , значительно меньших, чем опасные (предельные) напряжения при однократном статическом нагружении. Причиной этого является некоторая неизбежная неоднородность структуры металла (наличие в нем зерен, микроскопических трещин и т. п.), в связи с чем в окрестности отдельных точек материал обладает пониженной прочностью. При однократном нагружении это приводит к некоторому перераспределению напряжений в материале, но не вызывает его разрушения. При действии же переменных многократно повторяющихся напряжений в окрестностях точек с пониженной прочностью возникают микроскопические трещины. У концов этих трещин (а также у трещин, имевшихся в материале еще до его нагружения) возникает высокая концентрация напряжений (см. 10.2), приводящая к развитию трещин по мере увеличения числа циклов. Если рабочая площадь сечения элемента в результате развития [c.639]

Метод основан на измерении скорости звука в бетонных или железобетонных конструкциях при их нагружении до 20—60% от ст ,ах максимальной нагрузки, воспринимаемой материалом. Под действием нагрузки в неоднородных материалах появляются дополнительные дефекты структуры, что и приводит к снижению скорости звука. В ненагруженном изделии и при двух значениях нагрузки и измеряют скорости звука с , и с . Относительные изменения скорости в опасном сечении конструкции [c.283]

В материале с поликристаллической структурой плотность дислокации рд изменяется в широких пределах в отдельных зернах материала. Средняя скорость движения дислокаций уменьшается с течением времени нагружения до минимального равновесного значения, но в последний интервал времени перед разрушением снова увеличивается в десятки или даже сотни раз. При этом достигается неустойчивое состояние, при котором коэффициент упрочнения tg р меньше скорости уменьшения сопротивления деформации из-за разупрочнения а > tg р. Производная ст быстро увеличивается при повышении напряжения, что объясняет прогрессивное увеличение ст в зоне шейки образца при увеличении истинного напряжения. [c.119]

Форма кривой изменения нагрузки не влияет заметно на величину предела выносливости. У сплавов с резко выраженной гетерогенной структурой, а также стареющих сплавов число циклов нагружения до излома в зависимости от перерывов на гружения возрастает больше, чем у гомогенных материалов. [c.68]

Рассматриваемые углерод-углерод-ные материалы при нагружении на растяжение в направлении армирования, так же- как и материалы с полимерной матрицей аналогичной структуры, имеют линейную зависимость о (в) до разрушения (рис. 6.12). Кривые деформирования зтих материалов при сжатии имеют отчетливо выраженный перелом, свидегельстБу-ющий о качественных изменениях в механизме передачи усилий. Напряжения,, при которых наблюдается перелом Б зависимости о (е), составляют 0,55—0,60 от предела прочности. Отличной но отношению к материалам с полимерной матрицей является зависимость прогиба от нагрузки при поперечном изгибе углерод-углеродных материалов (рис. 6.13). Кривые tFmax (i ) имеют несколько переломов, причем даже при малых отношениях l h образца характер этих кривых не изменяется. [c.186]

В случае испытания хромистой стали на режимах, соответствующих данным рис. 2.11, а, также происходит одностороннее накопление деформаций циклической 1толзучести (рис. 2.14, s). Особенно быстро деформации накапливаются в рел име длительного статического нагружения при циклическо нагружении с высокой частотой без выдержек этот процесс протекает менее интенсивно. Из данных, приведенных на рис. 2.14, в [17], следует, что значение накопленной деформации циклической ползучести на стадии разрушения для данного напряжения (атах = 390 МПа) является относительно постоянным, хотя время до разрушения может быть различным. Это, по-видимому, связано с режимом термомеханического нагружения (отнулевой цикл) и механизмами формирования необратимых изменений в структуре материалов для данного и симметричного (рис. 2.14, б) режимов малоциклового деформирования. Однако малоцикловая долговечность и в этих условиях (см. рис. [c.60]

Сравнению е ползучестью 2) различная интенсивность старения и др. структурных процессов в условиях Р. (при падающем напряжении) и при ползучести (при практически постоянном среднем напряжении). Скорость Р. характеризуется временем Р., за к-рое релаксирующая величина уменьшается в е(а 2,7) раз. В теле может происходить одновременно несколько процессов Р. физяч. и физико-химич. св-в (в зависимости от состава, структуры, темн-рных, магнитных и электрич. полей и т. д.). Напр., в неравномерно упруго-деформированном теле Р. может происходить также путем уменьшения неравномерности гемп-ры (к-рая возникает при охлаждении растянутых и пагрева сжатых зон), путем диффузии более крупных атомов в растянутые, а более мелких — в сжатые зоны и от др. причин. Совокупность времен релаксации (или их обратных значений) образует релаксационный спектр данного материала. Процесс Р. в поликристаллах и вообще в материалах с зернистой структурой б. ч. проходит активнее по поверхностям раздела (зерен, блоков мозаичной структуры, поверхностям сдвигов и т. д.). Поэтому, так же как и для диффузии, различают пограничную и объемную Р. Т. к. правильность строения обычно убывает от середины к краю зерен, то степень неупорядоченности приграничных зон б. ч. выше, а энергия активации — соответственно меньше, чем внутренних зон. Вблизи границ зерен и происходит пограничное вязкое течение, вызывающее Р. напряжений. С повышением темп-ры испытания растет скорость диффузии и падает коэфф. вязкости, что сильно увеличивает скорость Р. (снижает сопротивление Р.). Если для обнаружения Р. при 20° у стали требуются испытания продолжительностью в тысячи часов, то при высоких темп-рах Р. проявляется уже за минуты и быстрее. Если считать тело до нагружения находящимся в равновесии, то с ростом приложенного напряжения неравновесность папряженного образца увеличивается и скорость Р. растет. Чем выше темп-ра испытания, тем сильнее возрастает скорость Р. с увеличением исходного напряжения. Как правило, с ростом времени скорость релаксации постепенно уменьшается, что соответствует подобному же уменьшению скорости при переходе от неустановившейся к установившейся (или от I ко II периоду) ползучести. Что касается III (ускоренного) периода, к-рый наблюдается при ползучести вследствие развития трещин и повышения локальных напряжений, то в условиях Р. при снижающихся средних напряжениях обычно скорость процесса постепенно уменьшается. Однако в нек-рых случаях, нанр. при интенсивных фазовых превращениях, когда выделяются крупные сферо-идизированные частицы о-фазы при 650— 700°, у пек-рых аустенитных сталей с резкой структурной нестабильностью после значительного времени скорость Р. может возрастать, приводя к т. н. III периоду Р. Т. о., Ill (ускоренный) период Р. яв- [c.137]

Из приведенного анализа структурных напряжений при расслаивании материала 4П следует, что реализация механизма расслаивания, пространственно-армированного прямыми волокнами материала, зависит от ряда факторов. На нее могут влиять не только геометрия структуры армирования, но и размеры образцов, вид их нагружения. Условия, при которых происходит смена механизма разрушения от расслаивания по границе фаз до разрушения матрицы и волокон, исследованы пока недостаточно. Изучение такого рода переключения ь механизмах разрушения миогона-правленных пространственно-армированных материалов имеет принципиальное значение при определении прочности, целевом использовании материалов в различных деталях, стро-1 он регламентации их нагружения. [c.200]

Увеличение глубины диффузионного проникания до величин X 1000-10 см может все сильнее ухудшать усталостную прочность композита даже тогда, когда на поверхностях раздела отсутствуют бориды алюминия вероятно, следует ожидать, что влияние такой взаимодиффузии будет более вьсраженным в случае ориентации волокон под углом к оси нагружения. Для величин X < 250-10 см и поверхностей раздела, имеющих частично механический характер, усталостная прочность композита алюминия 6061-0 с бором заметно улучшается по сравнению с той, которой обладают современные композиционные материалы. Таким образом, металлургическая структура поверхностей раздела является переменчивым фактором, который играет важную роль для усталостной прочности этих композитов. [c.435]

Исследования на установке ИМАШ-10-68 образцов двухслойной стали СтЗ + Х18Н10Т, изготовленной по методу литого плакирования, показали, что микрорельефы, возникающие как в материале основы, так и в плакирующем слое, при воздействии циклической нагрузки имеют характер, во многом аналогичный изменениям структуры, происходящим в условиях статического растяжения. Например, в интервале температур от 20 до 400° С в обоих слоях биметалла, как и при статической деформации, наблюдаются преимущественно процессы сдвигообразова-ния. На рис. 134, а—е приведены микрофотографии полос скольжения, образовавшихся на поверхности основного слоя биметалла СтЗ + -f- Х18Н10Т, подвергнутого испытанию на усталость при 20,400 и 800°С после воздействия = 6 -10 циклов нагружения. Возникновение более широких по сравнению со статической деформацией грубых полос [c.227]

Периодический характер структурных изменений, впервые выявленный в работе [76], затем был зафиксирован в целом ряде работ для различных условий трения [26, 77, 78]. Большинство авторов связывают такой вид зависимости с периодическим разрушением поверхностного слоя и отмечают зависимость времени (числа циклов, пути трения), за которое материал проходит всю стадию от упрочнения до разрушения, от внешних условий трения. Проявление периодического характера процесса обнаружено но изменению микро- [76] и макронапряжений [77], электросопротивления [103], величины блоков [78], микротвердости [26, 122]. Соответственно и внешние характеристики трения, такие, как коэффициент трения и интенсивность износа, также могут периодически изменяться. Для тяжелых условий трения периодический характер изменения износа может быть выявлен обычным весовым методом [26, 136], для более легких режимов выявление периодического характера изменения силы трения стало возможным только путем прецизионных измерений [79]. Сказанное выше в равной степени относится как к основному материалу (большинство исследований выполнено на сталях), так и к пленкам вторичных структур, обра-зуюш ихся в процессе трения. При тяжелых режимах работы, связанных с повышением температуры на контакте (например, при нестационарном тепловом нагружении), наблюдается периодическое изменение структуры, обусловленное не только действием повторного циклического нагружения, но и циклическим изменением температуры трения, приводяш им к фазовым превращениям на контакте, которые также носят циклический характер. В результате наблюдается четко выраженная периодичность изменения износа от числа торможения [136]. [c.104]

Характерной особенностью деформации реальных металлов и сплавов, являющихся поликристаллическими материалами, есть микроодиородное деформирование по их элементам структуры, которое сохраняется при цилличссиих нагружениях. Расс.матриваются ре зультаты экспериментального изучения закономерностей микронеоднородного деформирования. Определяемого по микробазам до 10 мкм, что в 3—5 раз меньше ра шера зерна. [c.424]

Повышающиеся требования к материалам машиностроения вызвали необходимость систематического изучения механических свойств чугуна различных марок в зависимости от вида нагружения п сечения отливки. В связи с этим в ЦНИИТМАШе были изучены структура и механические свойства шести марок модифицированного чугуна с пределом прочности при растяжении от 22 до 40 кПмм [260]. Для каждой из этих шести марок были исследованы зависимости между пределами прочности при растяжении, с одной стороны, и при изгибе, сжатии и кручении, с другой были также определены значения ударной вязкости, предела усталости (на гладких и надрезанных образцах) и циклической вязкости. Каждое из перечисленных испытаний проводилось на образцах, вырезанных из заготовок длиной 30, 50, 100 и 200 мм. Полученные данные впоследствии вошли в ГОСТ и используются в различных справочниках 1234] до настояш,его времени. [c.207]

Для реализации комплексного подхода к изучению строения и свойств металлических материалов в ИМАШ АН СССР разработана соответствующая аппаратура. Совместно с ПО Киргизторгмаш и ЛОМО создана установка для физико-механических исследований ИМАШ-20-78, позволяющая проводить синхронное изучение структуры и определение свойств металлических материалов в широком диапазоне температур (от —50 до 1500°С), регистрацию изменения электрического сопротивления образца в процессе нагружения, а также запись первичной диаграммы деформирования в вакууме или нейтральных защитных газовых средах (рис. 9,а). Изменения марок микроструктуры в процессе испытания фиксируются на фотопластинках или фотопленке установка снабжена кинокамерой Конвас , в ней также предусмотрена возможность записи микроструктурных изменений на видеомагнитофоне. Температура образца и скорость нагружения могут изменяться по заданной программе. [c.29]

Изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации в приповерхностных слоях материалов в сравнении с их внутренними объемными слоями имеет важное значение для развития теории и практики процессов трения, износа и схватывания. При этом следует отметить, что. поверхностные слои кристаллических материалов имеют, как правило, свои специфические закономерности пластической деформации. Так, например, в работе [11 при нагружении монокристаллов кремния через пластичную деформируемую среду силами контактного трения было найдено, что в тонких приповерхностных слоях на глубине от сотых и десятых долей микрона до нескольких микрон величины критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций значительно меньше, чем аналогичные характеристики в объеме кристалла. Было также показано [2], что при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Высказывалось также предположение, что облегченные условия пластического течения в приповерхностных слоях обусловлены не только большим количеством легкодействующих гомогенных и различного рода гетерогенных источников сдвига [3], но и различной скоростью движения дислокаций у поверхности и внутри кристалла [2]. Аномальное пластическое течение поверхностных слоев материала на начальной стадии деформации может быть обусловлено действием и ряда других факто-зов, например а) действием дислокационных сил изображения 4, 5] б) различием в проявлении механизмов диссипации энергии на дислокациях, движущихся в объеме кристалла и у его поверхности причем в общем случае это различи е, по-видимому, может проявляться на всех семи фононных ветвях диссипации энергии (эффект фононного ветра, термоупругая диссипация, фонон-ная вязкость, радиационное трение и т. д.) [6], а также на электронной [71 ветви рассеяния вводимой в кристалл энергии в) особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев и их отличием от объема кристалла, которые могут проявляться во влиянии поверхностного пространственного заряда и дебаевского радиуса экранирования на вели- [c.39]

Диаграммы деформирования композита со структурой армирования ф = 45° (рис. 2.21, в) внешне похожи на диаграммы деформи- рования пластичных металлов и принципиально отличаются от диаграмм деформирования, например, материала с углами укладки слоев ф = 75° при растяжении в направлении оси у (см. рис 2.21, а). При этом композит, составленный из слоев, предельная деформация которых не превышает 0,6—3,5 % (в зависимости от направления нагружения), деформируются без разрушения до уровня 9—10 %. Высокая податливость не является только недостат- ком материалов этого типа. Эффекты псевдопластичности могут быть с успехом использованы при проектировании конструкций. [c.62]

Следствием действия вибрации является усталость материала. В местах концентрации напряжений у хрупких материалов часть рассеянной в материале энергии уходит на развитие микротрещин в местах, имеющих нарушение структуры. Эти трещины развиваются и являются новыми концентраторами напряжений. В результате этого наблюдаем разрушение деталей при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности, часто даже ниже предела упругости, но число циклов, при которых детали разрушаются, имеет значительный порядок (тина миллионов и десятка миллионов) [21]. Разрушение упругопластических материалов при малом числе циклов происходит при значительных упругопластических деформациях, что характеризуется изменением ширины петли гистерезиса в материале и накоплением пластических деформаций (испытания с постоянной амплитудой напряжений). Этим двум характеристикам соатветсчвуют два типа разрушений — от усталости, связанное с накоплением Повреждений и сопровождающееся образованием трещин усталости, и квазистати-ческое, обусловленное накоплением пластических деформаций до уровня деформаций, соответствующих разрушениям при однократном статическом нагружении, [c.99]

Механические микро- и макроскопические процессы в неоднородных материалах достаточно подробно изучались в рамках детерминированных и статистических моделей механики композитов. Преимущество статистических моделей состоит в том, что они естественным образом учитывают такой важный фактор реальной структуры композитов, как случайность взаимного расположения элементов и статистический разброс их свойств. Однако в статистической механике композитов до сих пор остгъется открытым вопрос о более полном, по сравнению с одноточечными приближениями, учете многочастичного взаимодействия компонентов. Поэтому в подавляющем большинстве работ в этом направлении анализ напряженно-деформированного состояния композитов ограничивается вычислением осредненных по компонентам полей деформирования. Вычисление и других статистических характеристик полей деформирования для случгкев неизотропного и комбинированного нагружения, а также построение решений нелинейных краевых задач для процессов накопления пластических деформаций и повреждений в компонентах композитов с учетом неоднородности полей деформирования приобретает особо важное зна чение в задачах прогнозирования прочностных свойств. [c.16]

РЕБИНДЕРА ЭФФЕКТ — физико-хи-мич. влияние среды па механич. св-ва материалов, не связанное с коррозией, растворением и др. химич. процессами, Р. э. проявляется в понижении прочности и облегчении упругой и пластич. деформации под влиянием адсорбции (поглощения молекул из окружающей среды поверхностями, развивающимися в деформируемом теле). Р. э. проявляется у металлич. моно-и поликристаллов, полупроводников, ионных кристаллов, бетонов, стекол, горных пород и т. д. Величина Р. э. зависит от темп-ры, величины напряжения, способа нагружения, состава и структуры материала и резко зависит от времени нагружения. Наиболее сильно Р. э. проявляется в тех случаях, когда за время деформации, предшествующей разрушению, вновь возникающие поверхности успевают покрыться адсорбционными слоями. Это имеет место в процессах ползучести при длит, статич. нагружении, в процессах усталости. При переходе от моно- к поликристаллич. металлам Р. э. значительно ослабляется, т. к. облегчение деформации сосредоточивается в поверхностных слоях и не распространяется в глубь тела. Наибольшее понижение поверхностной энергии материалов (почти до нуля) вызывают расплавленные среды, близкие по мол. природе к деформируемому телу напр., если более тугоплавкие металлы и сплавы при нагружении находятся в среде жидких более легкоплавких металлов (в частности, наличие ртутной пленки на монокристаллах цинка уменьшает прочность и пластичность в десятки раз). Р. э. часто вреден для конструкционных материалов, т. к. понижает их прочность и пластичность. Для облегчения обрабатываемости резанием и для ускорения и улучшения ирирабатываемости при трении Р. э. полезен. Защита поверхности деталей от [c.112]

Пятым из перечисленных является субструктурный механизм разупрочнения, характерный для однофазных материалов, в которых формирование протяженных устойчивых полос скольжения связано с перераспределением дислокаций, возникающих в результате пластической деформации (наклепа) или интенсивного фазового превращения. В пластичных материалах на стадии циклического деформационного упрочнения возникает ячеистая структура (рис. 5.18, а), которая трасформируется в полосовую, типа представленной на рис. 5.18, б, В условиях знакопеременного нагружения дислокационная полосовая структура, которой на поверхности образца соответствуют устойчивые полосы скольжения, характеризуется наличием упорядоченной системы дислокационных стенок [29] и представляет протяженные в пределах одного зерна плотные дислокационные стенки, параллельные плоскости первичного скольжения и вызывающие заметную (до нескольких десятков минут) разориентацию заключенных [c.233]

Вопрос о роли пор при СПД до конца не выяснен. Обычно принято считать, что порообразование — сопутствующий и вредный процесс. Вместе с тем при определенном уровне пористости она может быть полезной для СП, поскольку способсрует облегчению-развития ЗГП [32, 33, 92]. Экспериментально показано [92], что-вблизи пор величина проскальзывания существенно увеличивается. Очевидно, этот эффект может играть определяющую роль в проявлении СП у крупнозернистых материалов [33]. Однако в типичных СП материалах (с мелкозернистой структурой) пористость вряд ли играет такую роль. Во-первых, на начальном этапе деформации поры наблюдаются относительно редко. Во-вторых, с увеличением деформации, когда происходит повышение пористости, не обнаруживается увеличение ЗГП. Наконец, при изменении схемы нагружения, в частности при осадке образцов, наблюдается значительно меньшая пористость, но показатели пластичности не ухудшаются. [c.34]

Ползучесть, т, е. необратимое деформирование материгша под действием постоянной нагрузки или постоянного напряжения, и обусловленное им разрушение конструкций уже в течение длительного времени привлекают внимание широкого круга специалистов-материаловедов. Интерес к исследо-ванию процессов деформирования и разрушения, развивающихся при таком нагружении, связан прежде всего с требованиями практики, поскольку многие конструкции и материалы в условиях эксплуатации подвергаются действию постоянной нагрузки. Для разработки новых конструкционных материалов, выдерживающих такие условия эксплуатации, необходимо иметь детальную информацию об эволюции структуры материала в течение всего периода времени р момента его нагружения до полного разрушения. Получение такой информации является важнейшей задачей современной физики прочности и пластичности, поскольку именно она лежит в основе научного подхода к решению центральной задачи материаловедения - созданию материалов с за-, данными механическими свойствами, а также прогнозированию их долговечности под нагрузкой. [c.5]

Изучая влияние времени нагружения на величину прочности на отрыв стекла и других сходных с ним хрупких тел (о чем говорилось выше, см. стр. 211—213), И. Тэйлор ) предложил для этпх материалов теорию раз])у-шения путем отрыва. Приняв эмпирическую зависимость Глэзарда и Престона [приведенную выше в п. 6 настоящей главы, формула (15.3)] между разрушающим напряжением и временем нагружения как меру скорости молекулярного процесса, зависящего от энергии активации, которая вместе с тем определяет п скорости химических реакций, Тэйлор предположил, что закон Гука сохраняет силу вплоть до момента разрушения стеклянного стержня и что сильнейшие химические связи в веществе допускают до разрушения удлинение на определенную характерную величину, которая может быть выражена как упругое удлинение, зависящее от наиряжения а и модуля упругости Е. Вводя энергию активации, необходимую для перестройки атомной структуры, которая допускала бы растяжение при сильнейших связях, сохраняющихся вплоть до разрушения, Тэйлор нашел формулу для времени нагружения в виде [c.226]

До сих пор мы рассматривали напряженно-деформированное состояние тел с учетом только упругих и пластичесих свойств. Ре-альные материалы, кроме того, обладают вязкостью. Это свойство в большей или меньшей мере проявляется во влиянии на напряженное и деформированное состояния тела времени и скорости нагружения или скорости деформирования. При решении многих технических задач этим свойством можно пренебречь. Рднако в ряде случаев, например при работе детали в условиях высоких температур в широком диапазоне скоростей нагружения или при расчете прочности большинства материалов с аморфной структурой, влияние вязкости оказывается существенным. Математическое описание указанного явления необходимо в реологических расчетах. [c.51]

Остаточныс напряжения в поверхностных слоях материала, появившиеся в процессе его технологической обработки, играют определенную роль при возникновении ]Местных неоднородностей структуры материала при циклических нагружениях. В частности, остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое до некоторой степени компенсируют действие радиальных растягивающих напряжений на периферии площадки контакта, задерживая этим образование и накопление пластических сдвигов в материале на рабочих участках. Остаточные растягивающие напряжения, наоборот, ускоряют и усиливают разрушение материала на этих участках. [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...