Релаксация структурных напряжени

Размерная нестабильность материалов определяется двумя основными причинами деформацией за счет релаксации остаточных напряжений в материале (напряжения I рода) и микропластической деформацией вблизи включений в результате релаксации структурных напряжений (напряжения II рода). Оценка деформаций вокруг включений показала, что деформация сильно зависит от размера частиц упрочняющей фазы. При этом с уменьшением радиуса частиц она снижается. Аналогичная зависимость наблюдается и от формы частиц, причем чем более округлая форма частиц, тем ориентированные напряжения меньше. Кроме того, для несферических частиц микропластическая деформация анизотропна тем больше, чем больше степень несферичностИ частиц. Если распределение несферических частиц не хаотично, а наблюдается некоторая их ориентация, то соответственно должна иметь место и анизотропия ориентации микропластической деформации, что может привести к макро-пластической деформации детали. [c.152]

Композиты с металлической матрицей могут проявлять обусловленные процессами релаксации структурных напряжений деформации, аналогичные деформациям обратной ползучести, но возникающие в результате мгновенного силового или чисто температурного воздействия на материал. [c.147]

Релаксация структурных напряжений [c.508]

Если станина имеет закаленные.направляющие, то процессы деформации вызываются также структурными превращениями в закаленном слое и релаксацией остаточных напряжений, возникших при закалке. Закаленные поверхности становятся вогнутыми, причем основная часть деформации (70—80%) происходит в первые 2—3 месяца. [c.85]

В противоположность этим явлениям повреждение может проявляться в виде незначительных изменений свойств или состояния материала. Например, для многих металлических изделий может иметь место изменение со временем формы и размеров, ЧТО является следствием двух факторов — нестабильности фазового и структурного состояния материала и релаксации остаточных внутренних напряжений [2.14]. В деталях из сплавов со стабильным фазовым составом изменение размеров связано лишь с релаксацией внутренних напряжений, возникающих в процессе их обработки. Для многих точных машин и приборов размерная нестабильность не должна превышать 10" — 10" мм/мм при их длительной эксплуатации. [c.107]

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]

Причины нестабильности геометрической формы, размеров и физико-механических свойств металлических деталей. Причинами нестабильности геометрических свойств металлических деталей в основном являются наличие и постепенная релаксация внутренних напряжений и структурная нестабильность. Так, например, непостоянство размеров некоторых деталей машин (специальных осей, подпятников и т. п.), имеющих простую форму и высокую твердость, определяется преимущественно структурным фактором. На стабильность размеров деталей типа корпусов, каркасов, тонкостенных обечаек и т. п., имеющих сложную форму, часто недостаточную жесткость, основное влияние оказывают остаточные внутренние напряжения. Остаточные внутренние напряжения подразделяются (в порядке убывающей значимости) на фазовые или структурные, тепловые (термические), первичные усадочные (в отливках), возникающие в результате механического наклепа и вследствие химического воздействия на поверхность детали. Существенное влияние на стабильность размеров могут оказывать микроскопические напряжения первого рода. Дополнительное влияние на размеры могут оказывать напряжения второго рода, уравновешивающиеся в масштабе отдельных зерен в тех случаях, когда микронапряжения обладают общей ориентировкой (т. е. не погашаются взаимно вследствие противоположной направленности). [c.405]

При отсутствии структурных превращений и стабильности свойств металла с течением времени будет происходить некоторая релаксация остаточных напряжений. Но практически подобная релаксация так медленна, что ею в больший стве случаев можно пренебречь. Правильность этого положения доказывается целым р.ядом исследований. [c.224]

После нагрева до заданной температуры детали подвергают выдержке в течение определенного времени для выравнивания температуры по их сечению, для релаксации остаточных напряжений и завершения структурных превращений. [c.359]

Как уже отмечалось, модификация клеевых композиций эластомерами в значительной степени снижает внутренние напряжения на границе раздела адгезив—субстрат [Л. 4]. Это связано с ростом высокоэластической составляющей деформации, увеличивающей релаксацию внутренних напряжений и снижающей величину растягивающих усилий клеевой прослойки. Имеет место невыраженное скольжение цепей сетки по модифицированной поверхности субстратов и относительно друг друга. Если взаимосвязь между термическим сопротивлением и внутренними напряжениями действительно определяется ориентационным эффектом структурных элементов прослойки, то очевидно, что обработка композиций эластомерами наряду с понижением внутренних напряжений должна привести к снижению термического сопротивления. [c.70]

Размах напряжений Асг в цикле в условиях термической усталости оказывается наименее стабильным параметром. На величину A t влияют нестабильность физико-механических свойств и термо-циклического упрочнения материала и релаксация термических напряжений, особенно при максимальных температурах цикла. Если учесть еще структурные изменения материала для разных этапов термоциклического деформирования, то форма петли упругопластического гистерезиса существенно изменится. Например, для термической усталости наиболее характерна несимметричная по напряжениям в полуциклах нагрева и охлаждения петля гистерезиса. [c.6]

Вторая причина возникновения ГТ - высокотемпературные деформации, развивающиеся вследствие затрудненной усадки металла шва и формоизменения свариваемых заготовок, а также при релаксации сварочных напряжений в неравновесных условиях сварки и при послесварочной термообработке, усиленные тепловой, структурной и механической концентрацией деформаций. [c.131]

Полимеры обладают также способностью к релаксации механических напряжений. Вследствие специфики строения в полимерах под нагрузкой происходят структурные изменения, приводящие к постепенному снижению напряжений в материале. Время релаксации в зависимости от природы полимера и условий приложения нагрузки составляет от нескольких минут до нескольких месяцев и даже лет. [c.150]

К уменьшению надежности работы деталей в эксплуатации может привести нестабильность формы и размеров изделий, не связанные с износом поверхностей. Остаточное изменение формы и размера детали в эксплуатации в условиях нормальной температуры среды при обкатке или даже при хранении бывает обусловлено распадом структурных составляющих, переходом одной модификации составляющей материала в другую, релаксацией остаточных напряжений и взаимодействием материала со средой. [c.351]

Заданные прочность, надежность, долговечность достигаются формированием определенного структурного состояния. Оно должно сочетать эффективное торможение дислокаций с их равномерным распределением в объеме материала либо, что особенно благоприятно, допускать определенную подвижность скапливающихся у барьеров дислокаций. Эти требования исходят из того, что хрупкое разрушение инициируют скопления дислокаций критической плотности, например, у непроницаемых барьеров, где возникают опасные локальные напряжения. Их релаксация идет двумя путями 1) образованием зародыша хрупкой трещины 2) прорывом и эстафетной передачей дислокаций в смежные области. Второй путь — путь пластической релаксации локальных напряжений — возможен при наличии полупроницаемых барьеров. Их роль, в частности, выполняют малоугловые границы — границы субзерен. [c.233]

Моделирование композиционного материала на ЭВМ. При построении дискретной структурной модели материала, как и ранее (см. гл. 4, разд. 8), в композите вьщеляются дефектные сечения, удаленные друг от друга на расстояние минимальной критической длины / .(( д) Учитывается, что волокно в некотором рассматриваемом сечении может выключаться из работы как в результате разрушения в этом сечении, так и после его разрушения в каком-либо другом из близлежащих сечений в результате отслоения от матрицы или при увеличении неэффективной длины по мере релаксации касательных напряжений в матрице. [c.226]

В зависимости от температурного режима термоциклирования деформации протекают пО-разному. Так, известно [125], что термические напряжения при высокотемпературных теплосменах вызывают в материалах пластическую деформацию путем проскальзывания по границам, миграцию границ и образование субструктуры, а кроме того, полигонизацию и рекристаллизацию. Структурные напряжения в данном случае не играют существенной роли, так как вследствие значительной подвижности границ они непрерывно релаксируют. Наоборот, изменение температуры в низкотемпературной области может вызвать из-за малой подвижности границ значительные структурные напряжения, приводящие иногда к образованию трещин. При этом помимо внутризеренного скольжения наблюдаются интенсивное двойникование, фрагментация зерен и образование полос деформации. Эти представления лежат в основе механизма, получившего в литературе название термического зацепления [239], согласно которому релаксация напряжений, возникающих вблизи зерен при высоких температурах, осуществляется путем течения по границам зерен, а при низких — в результате пластической деформации сколь- [c.15]

Развитые выше представления о волновом характере распространения пластической деформации приводят к необходимости возникновения локализации деформации как способа эстафетного перемеш,ения концентраторов напряжений по образцу. Без локализации деформации не может быть эффективной релаксации концентраторов напряжений, поэтому деформируемый кристалл как диссипативная система широко использует различные формы локализации деформации на всех структурных уровнях. Поскольку в каждом концентраторе напряжений имеются трансляционная и поворотная составляющие, при анализе локализации деформации все да должны прослеживаться как трансляционная, так и поворотная >.юды деформации. При эстафетном распространении пластического сдвига это вполне естественно, так как в противном случае будет наруше ю условие сохранения сплошности деформируемого материала. [c.44]

Во всех исследованных материалах в заданных условиях нагружения усталостные трещины возникают и распространяются либо по ГЗ, либо в приграничных зонах сильно стесненной деформации (рис. 2.15). Как правило, трещина распространяется между сильно-и слабодеформированными зернами, где возникают наибольшие локальные напряжения. Она никогда не образуется на мигрирующей границе, так как здесь эффективно проходит релаксация концентраторов напряжений. Последний результат хорошо согласуется с данными [33] по температурной зависимости пластичности этих же сплавов при растяжении. Согласно им развитие миграции ГЗ всегда приводит к возрастанию пластичности поликристаллов, если в деформацию не вовлекается еще более высокий структурный уровень — движение целых конгломератов зерен. [c.56]

СТРУКТУРНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ НАГРУЖЕНИИ МАТЕРИАЛА [c.220]

Структурная релаксация концентраторов напряжений при импульсном нагружении материала.........220 [c.254]

Эти факторы вызывают характерные для экструзионных изделий погрешности от разбухания А,, от температурной усадки материала Дг. 1 от структурной усадки материала А . у-, от релаксации внутренних напряжений А от колебания степени вытяжки А . [c.241]

Вее отмеченные закономерности могут оказаться полезными при оценке вклада, интерметаллидов в процесс возникновения и релаксации структурных напряжений при ТЦО Это важно потому, что в литературе почти отсутствуют сведения о значениях их коэффициентов термического расширения т. Аддитивный расчет о, вряд ли может Дать удовлетворительные результаты, пригодные для такой оценки, так как интерметал-лйды имеют сложную кристаллическую структуру. Экспериментально определены [134] значения ат для интерметаллидов СиА1а (15,9-10 в диапазоне температур 27—127°С) и А1зРе(11,9-10 в том же диапазоне температур). Их твердости равны соответственно 5000 и 8000 МПа, температуры плавления — 591 и 1147 °С. Эти данные сви- [c.17]

Влияние структурных превращений вблизи поверхности субстрата на свойства гетерогенных полимерных систем проявляется в еще более выраженной форме при формировании клеевых прослоек. Электронно-микроскопические исследования тонких срезов слоя на границе адгезив — субстрат для кристаллизирующегося полимера показали [Л. >65], что пограничная зона существенно отличается по своей структуре от компонентов системы. На границе полимер — субстрат образуется слой из плотного ряда сферолитов вытянутой формы, ориентированных относительно границы раздела. Интересно отметить, что возникающие в пограничной зоне напряжения вызывают ускоренную и ориентированную кристаллизацию, которая сопровождается частичной релаксацией этих напряжений. [c.46]

Повышение прочности в процессе ТМО по сравнению с обычной закалкой объясняется предварительным наклепом аустенита, в котором в результате деформации создается повышенная плотность дислокаций, наследуемая образуюш имся при закалке мартенситом. Такое структурное состояние обеспечивает протекание пластической релаксации локальных напряжений, вызванных повышенной плотностью дислокаций. Как следствие, образующийся при отпуске мартенсит, несмотря на более высокую по сравнению с обычной термической обработкой плотность дислокаций, имеет меньший уровень остаточных напряжений. Это обеспечивает более высокие значения как прочности, так и ударной вязкости и пластичности одновременно. [c.64]

Линия ОАВ на рис. 8.5, б представляет годограф р (if)] при быстром нагружении с последующей выдержкой при постоянной нагрузке. При выдержке скорость ползучести падает, как видно по линиям равных рс- Если в некоторый момент быстро увеличить нагрузку, величина не успевает измениться и вектор р попадает в точку D. Выдержка при новой нагрузке также сопровождается постепенным падением скорости ползучести. Если быстро снять нагрузку, вектор р приходит в точку F при последующей выдержке без нагрузки происходит обратная ползучесть, вызванная релаксацией самоуравновешенных напряжений, при этом вектор р стремится к 0. Подобные эффекты уже рассматривались при анализе поведения структурной модели в гл. 3 и 7 [84]. [c.181]

Таким образом, в отличие от механических методов оценки суммарной структурной напряженности деформированных полимеров, кинетика диффузионного переноса низкомолекулярных веществ в деформированных полимерных материалах оказывается избирательно чувствительной к напряженности отдельных структурных элементов, обладающих достаточной эластичностью. Этим можно объяснить различный характер зависимостей (см. рис. II.9 и 11.10), поскольку, как было показано выше, в процессе релаксации увеличивается энтропийная составляющая энергии за счет уменьшения внутренней энерсии деформации. Чувствительность к этому изменению диффузионных и механических характеристик различна. Данное предположение обосновывается еще и тем обстоятельством, что деформация полимера значительно меньше сказывается ка изменении сорбционных, чем диффузионных кинетических процессов. [c.78]

Улучшение комплекса механических свойств обусловлено формированием специфического структурного состояния. Деформация создает в ау-стените высокую плотность дислокаций, образуюш их из-за процесса поли-гонизации устойчивую ячеистую субструктуру, которая наследуется мартенситом при закалке. При этом субграницы тормозят движение дислокаций и локализируют деформацию внутри зерна в результате прочность повышается. В то же время субграницы ведут себя как полупроницаемые барьеры. Они допускают прорыв дислокаций, их передачу из мест скоплений в соседние субзерна. Это вызывает пластическую релаксацию локальных напряжении и служит причиной повышенных пластичности и вязкости. [c.269]

Эффективная диссипация упругой энергии нагрун аемого кристалла без нарушения его сплошности возмо кна несколькими путями действием множественного скольжения по пяти системам скольжением по ограниченному числу систем (в пределе одной) с соответствующим поворотом структурных элементов деформации образованием двойников или мартенсита деформации. Каждому из множества вариантов соответствует определегшая кривая течения на рис. 23. Обычно кривую течения характеризуют степенью деформационного упрочнения, наклон da/de. Но правильнее говорить О степени релаксации упругих напряжений при пластическом течении кристалла и соответственно о степени диссипации накачиваемой в нагружаемый кристалл энергии. Этот подход показывает, что в зависимости от типа редпетки, структуры материала и условий нагружения система выберет тот нуть, который обеспечивает максимальную степень диссипации упругой энергии. [c.88]

Взаимодействие неоднородностей сопряженных шероховатых поверхностей, как показал А.В. Колубаев, сопровождается пластическим течением, при котором трехмерные структурные элементы (мезообъемы) движутся по схеме сдвиг - поворот [11]. Создаются мощные концентраторы напряжений в короткие временные промежутки. Релаксация данных напряжений должна приводить к появлению ротационных мод деформации. Структурные элементы деформации (мезофрагменты) образуют вихревые структуры, которые часто наблюдаются в поверхностных слоях при трении. В приповерхностном слое возникают осцилляции напряжений. [c.439]

Среди таких методов особое место занимает метод испытания на релаксацию при помощи кольцевых образцов, предложенный и разработанный в 1944 г. И. А. Одингом [1,2] и впервые примененный в Центральном научно-исследовательском институте тяжелого машиностроения [3]. Испытания проводятся при изгибающих напряжениях н поэтому получить непосредственно расчетные данные, необходимые конструкторам при проектировании деталей, находящихся под действием других напряжений (например, растягивающих, сжимающих), иелгзя Однако метод И. А. Одинга является по существу единственным массовым методом испытаний на релаксацию. Он дает большие возможности для определения количествениых характеристик релаксации изгибающих напряжений и проведения широкого фронта исследовательских работ по изучению влияния на ход процесса релаксации многочисленных факторов внешних (температура, напряжение, среда, время) и внутренних (химический состав изучаеу.ого материала и его структурное состояние). При этом обеспечиваются два весьма важных условия [c.41]

Результаты исследований влияния предварительной пластической деформации аустенита выше точки М, не вызывающей непосредственного превращения [69], а также влияния нейтронного облучения на кинетику последующего превращения аустенита в мартенсит [80, 81] подтверждают представление о том, что зародыши мартенсита образуются не во всем объеме, а в местах с отклонениями структуры от средней. Оба эти воздействия на аустенит вызывают появление структурных нарушений, облегчающих образование зародышей мартенсита. Однако эти нарушения неустойчивы и постепенно исче1зают при выдержке даже при комнатной температуре (при повышенных температурах быстро). Последнее свидетельствует о больших местных напряжениях и о малых размерах этих областей, являющихся местами облегченного образования зародышей. Частичная релаксация таких напряжений может происходить при сравнительно низких температурах — таких, как комнатная и даже ниже. [c.687]

Сварка сопровождается сложными процессами упругой и пластической деформации. Напряжения, возникающие в результате колебания размеров, связанных с расширением и усадкой шва, усугубляются изменением структуры металла в околошовной зоне. Возникающие в процессе распада аустенита структурные составляющие имеют по сравнению с аустенитом не только больший удельный объем, но и обладают весьма низкой деформационной способностью. Эти процессы протекают во время охлаждения при сравнительно низких температурах и сопровождаются значительным разупрочнением стали и потерей пластичности, что может привести к нарушению физической сплошности металла и образованию микро- и макротрещин. Наряду с этим в процессе производства оварной конструкции в результате релаксации собственных напряжений она деформируется. [c.29]

С при К=700м/мин. Такая температура может вызывать термопластические де рмации ПС, которые приводят к возникновению начальных напряжений растяжения. Повышается местная пластичность металла ПС, происходит релаксация начальных напряжений и снижение их уровня. Возможно так же протекание структурно-фазовых превращений в ПС с увеличением или [c.163]

Вторая причина ГТ — высокотемпературные деформации. Они развиваются вследствие затрудненной усадки металла шва и формоизменения свариваемых заготовок, а также при релаксации сварочных напряжений в неравновесных условиях сварки и при послесварочной термообработке, усиленные тепловой, структурной и механической концентрацией деформации. Принято рассматривать две составляющие деформации при сварке [5] Ет — температурная деформация (рис. 6.5). Она по величине равна деформации металла при его нагреве и охлаждении в свободном состоянии (измеряется на дилятометрах), но [c.124]

Многочисленные результаты предыдущих исследований [1, 2, 3] дают основание рассматривать влияние упругих колебаний на фильтрационные процессы в насыщенных пористых средах как установленный факт. В результате воздействия упругими колебаниями снижается эффективная вязкость флюидов, насыщающих пористую среду, повышается смачиваемость пористой среды, изменяются фазовые проницаемости, ускоряются процессы релаксации механических напряжений в породах, снижается их структурно-механическая прочность, происходят тиксотроп-ное разжижение глинистых включений и дезинтеграция кольматирующего материала [2, 3, 7, 8]. [c.234]

Движение вакансий задерживается скоплениями примесных атомов, границами фаз и структурных составляющих, поверхностями кристаллических блоков (внутрпзеренные кристаллические образования размером в несколько сотых долей микрона). Распространение первичных трещин эффективно блокируют включения пластичных фаз, расположенные на пути трещины, в которых происходит релаксация напряжений. Измельчение кристаллических блоков, увеличение степени нх разориентировки, а также искажения атомно-кристаллической решетки, вносимые при.чесями и возникающие при наклепе, выделении вторичных фаз и образовании неравновесных (закалочных) структур, сокращая пробег дислокаций, повышают [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...