МАТРИЦЫ - МЕР деформаций

Определение вектора перемещения по мерам деформации ). По заданной мере деформации (матрице компонент Gsh) находится тензор G (обратная матрица). Этим [c.87]

Деформация уплотняемого материала при экструзии может происходить по-разному. Если плотность исходного материала достаточно велика, то под действием пуансона экструзия может начаться сразу. Если же плотность заготовки невысока, то процесс деформации будет происходить в два этапа. На первом этапе материал будет спрессовываться в контейнере, как в замкнутом объеме, не вытекая через матрицу. По мере увеличения плотности в контейнере давление пуансона возрастает. Когда оно достигнет значения, достаточного для выдавливания, спрессовывание прекратится и начнется экструзия. [c.108]

Условие (Ь), т. е. равенство Т х, Р) =Rf x, 11)известное как теорема Рихтера, означает, что функция реакции в точке x Q полностью определяется своим сужением на множество всех симметрических положительно-определённых матриц иными словами, вклад поворота R не зависит от конкретной функции реакции . На основании эквивалентности аксиомы условию (с) аналогичное утверждение можно сделать относительно второго тензора напряжений Пиолы—Кирхгофа. В этом случае определяющее уравнение предстаёт как функциональная зависимость между мерой деформации , т. е. тензором деформации С = и мерой напряжения , т. е. тензором напряже-, ний 2. По этой причине определяющие уравнения часто называют в литературе законами соответствия между напряжениями и деформациями (или просто законами напряжение—деформа- ция). [c.136]

В период установившегося процесса вытяжки протяженность очага деформации остается неизменной, в то время как на первом переходе, по мере втягивания заготовки в матрицу, очаг пластической деформации сокращается. [c.128]

Деформация полуфабриката на третьем переходе начинается с внедрения знака пуансона диаметром 59,8 длиной 59,8 мм. Он втягивает полуфабрикат в полость матрицы диаметром 75 мм до тех пор, пока не коснется донной части ручья — торца выталкивателя. По мере деформации металла знаком пуансона металл перемещается в радиальном, а затем в обратном направлении. На заключительной стадии оформления поковки имеет место сложное формоизменение, которое в отдельных случаях может вызвать зажимы и прострелы в поковках. На четвертом переходе прошивают отверстие диаметром 29 мм в донной части поковки. [c.134]

Созданию высокой химической активности в вершине трещины содействует и механический фактор. Как известно, механические напряжения в вершине трещины очень высоки. Даже при низких значениях интенсивности напряжений материал в вершине трещины находится под действием напряжений, близких к пределу текучести. Это создает благоприятные условия для прохождения в вершине трещины локальных деформаций, в результате чего на кромках ступеней сдвига (в местах выхода дислокаций на поверхность) плотность анодного тока может резко увеличиваться. Оба фактора не только способствуют повышению плотности анодного тока, но и содействуют в этом друг другу. Например, если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются выделения по границам зерен, отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, то потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии может быть реализована путем прохождения в вершине трещины пластических деформаций, разрушения пассивной пленки и активации анодных процессов по границам зерен. Это же положение относится в полной мере и к сегрегациям внутри твердого раствора, когда суще- [c.57]

Будем считать, что изображенная на рис. 1,а призма состоит из локально однородного анизотропного материала, характеризующегося локальными коэффициентами жесткости Сц. В том случае, когда рассматривается композит, например армированная волокнами матрица, сами ij, по крайней мере в первом приближении, представляют собой эффективные модули, устанавливающие связь между усредненными по объему матрицы и включений значениями компонент тензоров напряжений и деформаций ). Локальные значения Сц в этом случае можно найти при помощи микромеханического исследования, как будет показано в гл. 3 и 6. [c.41]

Одно из наиболее ранних применений такой методологии было осуществлено Доу и Розеном [8], которые считали материал матрицы упруго-идеально-пластическим, а волокна упругими. Более совершенная схема позже была опубликована Шу и Розеном [35], хотя они предпочли использовать предположение об абсолютной жесткости волокон, а не об их упругости. Так как принимаемые граничные условия определяются средними значениями в большей мере, чем локальными, такие исследования обычно используются для грубой оценки свойств композита в целом, но не для оценки локальных значений напряжений и деформаций. В этом случае соответствующие теории нельзя применить к микромеханическому анализу, поскольку они не описывают локального поведения. [c.211]

Если и волокна, и матрица пластичные, не ясно, можно ли при помощи какой-нибудь элементарной теории рассчитать вклады в работу разрушения композитов за счет пластических деформаций волокон и матрицы, так как при переходе обеих фаз в пластическое состояние ни та, ни другая не обеспечивают ограничения пластической деформации и границы зоны деформирования нелегко рассчитать. Некоторые работы по этому вопросу [29, 30[ проводились на системе волокна нержавеющей стали — алюминий, и было обнаружено, что вклад волокон можно удовлетворительно описывать выражением типа уравнения (27), и, если затем просуммировать этот вклад с вкладом матрицы, определенным по соображениям, аналогичным приведенным в разд. III, В, 1, можно получить хорошее согласие с экспериментально измеренной величиной вязкости разрушения. Следовательно, по крайней мере в этом случае, вклады от пластических деформаций двух фаз могут быть, по-видимому, вычислены независимо, а затем просуммированы. [c.468]

Как уже подчеркивалось, линейный термоупругий анализ из всех характеристик цикла отверждения учитывает только одну — максимальную температуру. Влияние других параметров цикла отверждения можно оценить только, допустив, что, по крайней мере в одном из компонентов композита, имеют место деформации, зависящие от времени. В следующем разделе описан один из методов, позволяющих включить нелинейное, зависящее от времени, деформирование в анализ напряженного состояния слоистого композита. Этот метод легко объединяется как с анализом напряжений слоистой среды, так и с анализом напряжений в системе волокно — матрица при помощи метода конечных элементов. [c.262]

Рассмотрим распределение напряжений в волокне конечной длины I, находящемся в матрице. При этом будем считать, что волокно и матрица работают в упругой области. Если нагрузка приложена к матрице, то в упругой области последняя удлиняется пропорционально напряжению. Находящееся в матрице волокно с более высоким модулем упругости (условие > является основным для получения композиций с высокими механическими свойствами) будет ограничивать свободное удлинение матрицы в соседней с волокном зоне (рис. 1, а). На некотором удалении от волокна матрица свободно и равномерно пластически удлиняется, тогда как в прилегающей к волокну зоне удлинение матрицы будет равняться упругому удлинению последнего. Это приводит к возмущению поля деформации в прилежащей к волокну зоне. По мере удаления от волокна его возмущающее действие ослабевает, пока полностью не сойдет на нет. [c.13]

По мере удаления от конца волокна Of линейно возрастает. Соответствующая этому напряжению деформация волокна Sf равна деформации матрицы Sm. В этом случае на поверхности раздела матрицы и волокна действуют напряжения сдвига и величина а/ принимает постоянное значение. Вид распределений напряжений показан на рис. 5.21. Когда напряжение Of достигает своего максимального значения сг max, т. е. прочности волокна при растяжении Ofu, начинается [c.125]

Процесс холодного редуцирования в жестких матрицах мг-жет осуществляться без направления или закрепления по цилиндрической поверхности, однако недостаточное совмещение оси заготовки и матрицы в производственных условиях вызывает изгиб даже при небольшой длине заготовок. Кроме того, перед входом металла в очаг пластической деформации на заготовке образуется утолщение, которое по мере редуцирования перемещается вдоль заготовки. Образование этого утолщения (в несколько десятых долей миллиметра) по периметру заготовки у входа в коническую часть матрицы происходит часто неравномерно и в свою очередь приводит к искривлению детали. [c.146]

Данные по распределению нормальных и касательных контактных напряжений, полученные поляризационно-оптическим методом при волочении свинцовых полос сечением 4,75- 5,5Х 10 мм через плоскую матрицу с углом конусности а = 2°, 4° и 8°, приведены на рис. 59. Скорость волочения составила около 0,02— 0,03 м/с. Характер распределения нормальных давлений существенно зависит от угла конусности волоки и в меньшей мере от величины обжатия. При а = 2° максимум давления смещен к плоскости выхода, в то время как при а — 4° давление распределяется вдоль очага деформации приблизительно равномерно, а при а = 8° имеется ярко выраженный максимум вблизи плоскости входа (последнее согласуется с результатами других исследований [74]). Эпюры удельных сил трения во всех случаях имеют седлообразный вид, но изменение сил трения на протяжении очага деформации не очень велико. [c.68]

Высокий коэффициент стеснения пластической деформации матрицы, вызванный твердым упрочняющим компонентом, используется для того, чтобы предотвратить течение в матрице. В основном прочность композиционного материала увеличивается линейно по мере снижения объемной доли матрицы. Однако текучесть и пластическое течение могут иметь место, а удлинение при разрушении иногда достигает 30%. Это значение намного превосходит возможное удлинение волокнистых композиционных материалов, нагруженных в направлении расположения хрупкой упрочняющей фазы. Такое различие обусловлено тем, что для удлинения композиционных материалов, упрочненных волокнами или пластинами, необходима деформация самой упрочняющей составляющей. [c.19]

Прочность материала не является некоторой функцией, усредненной по всему испытуемому сечению, как, например, упругая податливость. Прочность скорее является функцией точки и может быть определена как среднее напряжение в наиболее слабой точке поперечного сечения, которое вызывает разрушение материала. Обычно прочность материала определяется напряжением, рассчитанным по первоначальному поперечному сечению (техническое напряжение), а не напряжением, рассчитанным по площади в данный момент. В случае статических растягивающих напряжений критерий разрушения прост и определяется наиболее высоким или предельным растягивающим напряжением по первоначальному сечению, которое может выдержать материал образца. Для высокомодульных композиций с металлической матрицей этим разрушением заканчивается четвертая Стадия деформации, как описано в предыдущем разделе. В результате, по мере того как нагрузка увеличивается, несущая способность снижается вследствие разрушения отдельных волокон. [c.26]

Присутствие волокон может вызвать высокую скорость деформационного упрочнения матрицы, так что предел текучести композиционного материала может оказаться приблизительно равным 690 МН/м . Так как волокна начинают разрушаться при деформациях порядка 0,5%, кривые деформации композиции приближаются к области, где отсутствует деформационное упрочнение. Разрушение волокна продолжается по мере того, как композиционный материал деформируется до разрушения, но истинное упрочнение за счет волокон не реализуется из-за высокой прочности матрицы и низких значений эффективной прочности и объемной доли карбидов. [c.135]

В заключение можно отметить, что теория поверхностного взаимодействия предсказывает, что все хрупкие реакционные слои будут растрескиваться при деформации, определяемой их прочностными и упругими свойствами. Степень опасности этих трещин зависит от их длины, которая в свою очередь определяется толщиной реакционного слоя. Когда уровень концентрации напряжения, вызванной трещиной, меньше уровня концентрации напряжения, обусловленной уже существующими дефектами в волокне, прочность композиционного материала пе изменяется. По мере увеличения длины трещины сверх критического значения, определяемого равенством действия этих двух типов концентраторов напряжения, происходит постепенное сния ение прочности. При значениях длины, превышающих второе критическое значение, разрушение реакционной зоны немедленно приводит к разрушению волокна. Волокна с чрезмерной толщиной реакционного слоя разрушаются при деформации 0,25% и напряжении 105 кгс/мм в случае волокон бора, для волокон бора с покрытием из карбида кремния эти величины составляют 0,45% и 189,8 кгс/мм соответственно. Было показано, что для материала титан — бор упругое закрепляющее действие матрицы влияет на величину допустимого реакционного слоя. График соответствующей зависимости показывает, что в случае матрицы, сохраняющей упругость до предела деформации волокон, допустимая толщина реакционного слоя должна составлять около 8000 А. Многие титановые сплавы остаются упругими до этой точки, отвечающей пределу упругости 96 ООО фунт/кв. дюйм (67,5 кгс/мм ), в предположении, что модуль упругости равен 16 X 10 фунт/кв. дюйм (11 249 кгс/мм ). [c.289]

Матрица квадратная 802 Мера конечной деформации вторая 80 [c.935]

В линейной теории упругости нет нужды в использовании перечисленных мер деформации в ней основываются на вполне приемлемом при рассмотрении деформации массивных и слабо деформируемых тел предполол ении о существенной малости элементов матрицы тензора SJw. [c.58]

Рассмотрим, в каких случаях зарождение микронесплошно-сти на включениях приводит к образованию острой микротрещины, а в каких —поры. При зарождении микротреш,ины на включении, для того чтобы инициировать хрупкое разрушение матрицы, микротрещине нужно преодолеть межфазную границу между включением и матрицей, т. е. некоторый эффективный барьер, мерой которого является эффективная поверхностная энергия межфазной границы. В случае непрочных включений или непрочных связей матрица — включение (например, крупные включения сульфидов марганца MnS или глинозема АЬОз) зарождение микротрещины будет происходить при небольших пластических деформациях и малых скоплениях дислокаций у включений [см. уравнение (2.7)]. Движущей силой прорастания микротрещины по включению или по межфазной границе в основном является энергоемкость дислокационного скопления, так как вклад внешних напряжений при малой длине зародышевой трещины невелик [121]. Процесс зарождения микротрещины происходит за счет свала дислокаций в образующуюся несплошность. Поскольку в данном случае энергоемкость дислокационного скопления мала, то вполне вероятно, что зародышевая трещина не сможет преодолеть межфазную границу, притупится и превратится в пору. [c.110]

Так, например, используя формулу (11.9.4) для потенциала однородного эллипсоида, можно без труда решить задачу о тем-лературных напряжениях в теле, содержащем в себе мгновенно нагреваемую область, имеющую форму эллипсоида. Теперь перемещения будут определяться по формулам (11.9.5) с точностью до множителя, который читатель легко восстановит. Комбинируя формулы (11.9.5), мы найдем компоненты деформации, а следовательно,— напряжения. Производные от потенциала тяготения представляют собою силы тяготения, которые убывают по мере удаления от начала координат как 1/г , следовательно, напряжения убывают как 1/г , т. е. так же как перемещения и напряжения от центра расширения. Поэтому формулы ы,- = i]),,- дают полное решение для неограниченной среды. В 8.14 было разъяснено, что центр расширения моделирует напряжения, возникающие при выпадении новой фазы. Очевидно, что изменение объема может быть вызвано не только изменениями температуры, но и фазовыми превращениями, поэтому формулы (11.9.5) могут быть применены к тому случаю, когда частица выпавшей фазы имеет форму эллипсоида эти выражения пригодны как для точек, принадлежащих внутренности включения (при и = 0), так и для точек матрицы (и =/= 0). Заметим, что внутри включения перемещения представляют собою линейные функции координат [c.384]

КОН бора проводились на воздухе они отчетливо выявили заметное снижение прочности при температуре ниже 811 К [37, 38]. С обнаружением интенсивной реакции между волокнами бора и расплавленной окисью бора (температура плавления 727 К) стало ясно, что одна из возможных причин разупрочнения — поверхностная реакция с воздухом. Последующие исследования проводились в атмосфере аргона, но предпринятые для исключения влияния кислорода меры были, как правило, недостаточны [И]. Напротив, если волокнО бора находится в титановой матрице, доступ кислорода к нему практически исключен это обстоятельство позволяет ответить на вопрос, применимы ли многие из этих характеристик прочности изолированных волокон к волокнам в составе композита. Роуз [28] начал в лаборатории автора работу по измерению прочности волокон бора при растяжении и сдвиге в высоком вакууме (<1,3-10- Па). Затем в статье Меткалфа и Шмитца [20] были приведены кривые температурной зависимости модуля и прочности при растяжении они представлены на рис. 13. Значения прочности были получены при кратковременном испытании с предварительной пятиминутной выдержкой при температуре испытания. Слабое увеличение прочности при повышении температуры от комнатной до 811 К объясняли тем, что приблизительно при этой температуре происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому. С такой интерпретацией согласуются наблюдения Роуза о том, что пластическая деформация предшест- [c.163]

Рассмотрим сначала случай твердой хрупкой частицы в относительно вязкой матрице. На поведение композита непосредственно влияют размер частиц, их объемная доля и прочность поверхности раздела. Частица действует как концентратор напряжений. Ее размер и расстояние до соседней частицы определяют взаимодействие между полями напряжений частиц. При разрушении такого композита трещина в непрерывной фазе (матрице) будет многократно наталкиваться на частицы. Если прочность поверхности раздела между частицей и матрицей мала, то трещина будет вести себя, как при взаимодействии с порой, поскольку такая частица не способна передавать растягивающие напряжения, а радиус кривизны у нее меньше, чем у фронта трещины. В результате возможен рост вязкости разрушения. Это подтверждается данными для армированных пластиков, у которых прочность связи по поверхности раздела можно в известной степени регулировать с помощью специальной обработки поверхности упрочнителя. В работах Браутмана и Саху [4], а также Уамбаха и др. [49] было установлено, что вязкость разрушения композитов с матрицей из эпоксидной смолы, полиэфира или полифениленоксида, армированных стеклянными сферами, растет по мере снижения прочности связи по поверхности раздела. Помимо затупления вершины трещины предложены и другие механизмы, объясняющие повышение вязкости разрушения. Браутман и Саху, например, связывают его с увеличением трещинообразования и деформации в подповерхностных слоях. Для исследованных композитов изменение объемной доли стеклянных шариков по-разному влияет на вязкость разру- [c.302]

Процесс, названный рекристаллизацией , на самом деле отличается от того, который обычно наблюдается при отжиге хо-лоднодеформированных металлов. Обычная рекристаллизация представляет собой зарождение и рост новых, совершенных зерен за счет деформированной матрицы, в которой в большей или меньшей мере имел место возврат. При протекании обычной рекристаллизации структура является бимодальной благодаря сосуществованию больших совершенных зерен и мелких несовершенных ячеек. Такой процесс рекристаллизации может привести к изменению как размера зерен, так и их ориентации (текстуры). В отличие от описанного выше случая в Ni, подвергнутом ИПД, возврат структуры приводит к появлению зерен с одномодальным распределением по размерам и ориентациями, близкими к ориентациям, существовавшим в деформированном образце, т. е. текстура не изменяется. Этот процесс подобен процессу, называемому рекристаллизацией ш situ и имеющему место в некоторых сталях [236]. Если по какой-либо причине (например, в результате появления выделений) миграция новых границ зерен будет затруднена, может произойти только возврат и сформируется структура, главным образом, с маленькими, но разориентированными зернами. В процессе рекристаллизации in situ текстура деформации существенным образом сохраняется. Изменение текстуры происходит лишь в процессе последующего укрупнения зерен. [c.128]

Как и в большинстве методов построения предельных поверхностей слоистых композитов, считается, что разрушение локализовано в слое, для которого выполнен критерий проч-ностп. После изменения упругих свойств разрушенного слоя в соответствии с его новым состоянием снова определяются эффективные значения матриц жесткости и податливости композита. Действующие на композит нагрузки теперь воспринимают слои, в которых предельное состояние еще не достигнуто. Процесс ступенчатого приложения нагрузки повторяется до разрушения слоистого композита в целом. Считают, как правило, что для полной потери несущей способности композитом достаточно, чтобы по крайней мере в двух слоях было достигнуто предельное напряжение (деформация) в направлении волокон. [c.153]

Для вязкого излома характерным является ямочное микростроение. При рассмотрении поверхности пластичного излома в электронный микроскоп видно ямочное, а в оптический — грубоямочное строение (см. рис. 5). Такое строение объясняется тем, что при достижении предельных состояний в локальных объемах на участках, представляющих собой препятствия для непрерывности деформации, зарождаются микропустоты. Часто это границы зерен, субграницы, частицы избыточной и упрочняющей фаз, границы фаза—матрица, участки скопления дислокаций, в гомогенных материалах — место пересечения плоскостей скольжения и т. п. По мере увеличения напряжений микропустоты растут, сливаются, что приводит к полному разрушению с образованием на изломе углублений в виде ямок, соединенных между собой перемычками. Если бы дефектов, вернее, неоднородностей в материале не существовало, то разрушение должно было бы наступить после того, как сечение образца приобретет вид точки. Надрыв у внутреннего дефекта облегчается образованием объемного (в неблагоприятных случаях — гидростатического) напряженного состояния. Подобные условия существуют вблизи надрезов или в области шейки растягиваемого образца. При высоком значении относительного сужения г изломы имеют, как правило, мелкоямочное строение, при малом значении ф и косом изломе — крупноямочное. При разрушении от чистого среза также может быть отрыв при наличии большого количества включений, расположенных вдоль плоскостей скольжения. [c.24]

Рассмотрим особенности развития микропластических деформаций при циклических нагрузках. Наличие резко выраженной неоднородности деформации по локальньпг областям поликристаллического сплава создает предпосылки для постепенного входа в пластическое деформирование слабых микрообъемов по мере уве.личения числа циклов. Кроме того, в каждом цикле нагрузка — разгрузка и с изменением напряжения при обходе по восходящей и нисходящей ветвям петли механического гистерезиса будет непрерывно изменяться доля неупруго-деформирующихся микрообъемов. Такие локальные пластические деформации, проходящие иа фоне общей упругой деформации матрицы [5], еще не приводят к выделению остаточной де- [c.124]

При искусственном старении (190°С) увеличение прочности происходит за счет выделения фаз 0", 0 и S. Пластическая деформация после закалки и перед искусственным старением приводит к более тонкому распределению полукогерентных фаз 0 и S, которые зарождаются предпочтительно на дислокациях. В период начальных стадий искусственного старения зарождаются и растут предпочтительно по границам зерен некогерентные фазы 0 и S, что приводит к обеднению областей, прилегающих непосредственно к границам. В начальных стадиях искусственного старения прочность увеличивается благодаря частичной реверсии зон ГП и ГПБ. По мере продолжения старения максимум прочности достигается, когда сплав содержит множество мелких частиц фаз 0", 0 и S. Во время старения эти частицы, обогащенные медью, образуются по всему объему зерна (рис. 87). Этот общий распад уменьшает концентрацию меди в твердом растворе матрицы и, таким образом, уже нет значительного преимущества [c.237]

Выделения у"-фазы в сплаве 718 имеют форму дисков, ориентационное соотношение которых с матрицей выглядит как (ЮО)э " I lOOly, [ЮО] " <100>у. Об этом сообщает ряд исследователей [9, 10]. После термической обработки по режиму, принятому в промышленности, диаметр дисков равен 600 А (0,06 мкм), а толщина 50-90 А (0,005-0,009 мкм). Многие исследователи сообщают [8,9,30,32], что выделения -фазы интенсивно упрочняют сплав 718 за счет когерентных искажений на границе их раздела с у-матрицей деформацию, как меру этих искажений, оценивают в 2,86 % [8]. Когерентные искажения в этом сплаве могут быть ответственны и за быструю утрату стабильности при Т > 650 °С, поскольку являются движущей силой для огрубления выделившихся частиц. Стоит заметить, что сплав In onel 718 — один из немногих, химический состав которых рассчитан скорее на максимальную кратковременную прочность вплоть до 650 °С, нежели на выдающиеся характеристики длительной прочности при более высоких температурах. [c.225]

Обобщение наиболее часто встречающегося износа штампов показывает, что верхний слой подвергается пластической деформации и по мере протекания процесса возникают многочисленные мелкие трещины, что свидетельствует о превышении сил когезии. Одновременно, вследствие многократного,нагрева приповерхностной области, снижаются прочностные показатели, а также ухудшаются пласти-ческк№ характеристики материала. В сечении возникают напряжения, вызванные градиентом температуры во время нагрева и охлаждения, а также напряжения, вызванные изменением объема отдельных фаз. Имеют также значение и локальные пики напряжений на границе металлической матрицы и неметаллических включений, а также поры и локальные рыхлости материала. [c.51]

Роль состояния матрицы в протекании а -> 7-превращения четко иллюстрируется экспериментами, выполненными на деформированных образцах [58]. Стандартные разрывные образцы из сталей 20, 40, 40Х, 35ХГС доводили до разрушения. В образовавшейся шейке получался градиент деформаций по длине образца и, следовательно, набор состояний с различным количеством дефектов кристаллического строения. В отдельных точках образца деформация находилась определением относительного поперечного с) ения. В шейке максимальная деформация ф для разных сталей менялась от 55 до 40 % и резко убывала по мере удаления от места разрушения. Подготовленные таким образом образцы нагревались до температуры A j, выдерживались от 10 до 30 мин, закаливались в воде и подвергались металлографическому анализу. Образовавшийся при нагреве аустенит в результате закалки превращался в мартенсит, резко отличающийся по травимости от исходной структу- [c.31]

При производстве КМ с титановой матрицей используются различные технологии, в том числе порошковые. При использовании порошковых технологий необходимо применять компактирование, которое включает холодное прессование и спекание, горячее изостатическое прессование или прямую экструзию порошка. Холодное прессование является самым оптимальным по затратам методом. ГИП отличается более высокой стоимостью, однако обеспечивает значительно меньшую пористость, эффективность данного метода увеличивается по мере увеличения размеров обрабатываемой партии. При производстве таких КМ, как Ti-TiB, Ti-6Al-4V-TiB2, используется метод смешивания порошков. Титановый порошок смешивается с порошком бора или боридов и подвергается консолидации. Для улучшения распределения бора и боридов применяется механическое измельчение, которое основано на деформации и разрушении частиц для получения их равномерного распределения в титане [9]. Перспективным методом является вакуумный дуговой переплав. Частицы TiB формируются как первичные, так и в форме игл эвтектики. При этом следует избегать формирования крупных частиц размером 100...200 мкм, так как в процессе обработки и холодной деформации возможно их растрескивание. Быстрая кристаллизация может быть использована для получения ленты из метастабиль-ного, пересыщенного бором, твердого раствора a-Ti или для получения порошка. Однако следует отметить, что методы, связанные с быстрой кристаллизацией, являются высокозатратными и чрезвычайно трудоемкими, что затрудняет их промышленное применение. Такие методы вторичного формования, как прокатка, штамповка и экструзия, вызывают потерю изотропии, а это может стать причиной проблем при определенном использовании данных КМ. [c.201]

При этом допускается компромисс в отношении деформационной совместимости, так как между слоями, полученными под малыми и большими углами намотки, развиваются большие межслоевые усилия сдвига, чем при схеме намотки под углом 54,75°. Если в качестве матрицы для стекловолокна используется иизкомодульная смола, наблюдается средний уровень сдвиговой деформации. Одиако по мере роста требований к очень теплостойким материалам приходится применять смолы со все более капризным строением, что может привести к разрушению структуры материала в результате образования микротрещин в матрице и расслоения покрытий, полученных под малыми и большими углами. Дальнейшее усовершенствование процесса заключается в использовании ленточных препрегов, полученных намоткой волокном, которые обладают хорошей деформационной совместимостью с металлическими втулками, применяемыми часто в сосудах высокого давления, получаемых намоткой волокном для предотвращения протечки содержимого. [c.270]

В однонаправленных композиционных материалах с бесконечными волокнами сдвиговая прочность в плоскостях, параллельных плоскости ориентации волокон, очень мала, если не предпринимаются специальные меры для резкого повышения прочности сцепления волокон с матрицей. Однако даже при обработке поверхности волокон сдвиговая прочность материалов в плоскости ориентации волокон равна сдвиговой прочности пластичной матрицы. С этой точки зрения одним из важнейших особенностей композиций с короткими волокна.ми является то, что в них трудно или экономически нецелесообразно добиваться полной ориентации волокон, и поэтому в материалах даже с хорошо ориентированными волокнами имеется большое число волокон, расположенных под некоторым углом к направлению ориентации. Эти волокна затрудняют сдвиговые деформации в плоскости ориентации и повышают сдвиговую прочность материала. Они также увеличивают его трансверсальную прочность при растяжении и уменьшают тенденцию к смещению волокон вдоль действующих или возникающих растягивающих усилий [64]. [c.100]

По мере увеличения температуры горячего прессования от 1400° F (760° G) в результате улучшения уплотнения прочность композиционного материала растет. Однако в случае превышения допустимой степени развития реакции прочность начинает снижаться. Уи азанное понижение прочности продолжается до ниж-него предела, соответствующего предсказанной величине разрушающей деформации для полностью разупрочненных композиционных материалов. Интервал температур между этими двумя конкурирующими эффектами в данной системе довольно узок, что затрудняет достижение прочности, предсказанной по правилу смеси. Последняя составляет 200 ООО фунт/кв. дюйм (140,6 кгс/мм ) для 50 об.% волокна борсик с прочностью 350 ООО фунт/кв. дюйм (246,1 кгс/мм ) и разрушающей деформацией 6000 мкдюйм/дюйм (0,6%). Разработка более совместимой матрицы позволит повысить верхнюю температурную границу этого интервала. Однако горячее прессование матричного сплава не должно быть затруднено или, другими словами, нижняя температурная граница интервала не может быть повышена. Теоретически последнюю можно понизить путем применения повышенных давлений. Но возможности повышения давления до того, как начнется разрушение волокон и процесс станет практически неосуществимым, ограничены и так достаточно высокими применяемыми давлениями (типичный уровень 200 000 фунт/кв. дюйм — 1400 кгс/см ). Сочетание указанных ограничений объясняет трудности4 связанные с горячим прессованием композиционных материалов с титановой матрицей. [c.332]

Кроме того, в качестве матриц используют каменноугольные и нефтяные пропитывающие пеки — вязкие остатки перегонки дегтей, смол, образующихся при термической обработке твердых топлив (угля, торфа и др.) или при пиролизе нефти. Они представляют собой сложную смесь полуциклических ароматических углеводородов, характеризующихся невысокой стоимостью, доступностью, низкой температурой размягчения (80 — 100 °С), небольшой вязкостью и высоким содержанием кокса (62 -95 % (об.)). К недостаткам пеков относят неоднородный химический состав, способствующий образованию пористости термопластичность, вызывающая миграцию связующих и деформацию изделия наличие канцерогенных соединений, требующих дополнительных мер безопасности. [c.463]

Дадим теоретическую оценку погрешности изложенного выше метода. Будем считать коэффициенты при дифференциальных операторах в матрице L, овязываюш ей деформации с перемещениями (1.6), и коэффициенты симметричной положительно определенной матрицы соотношений упругости С (1.11) ограниченными. Рассмотрим случай когда Uo=0 на S . Для меры функций би введем энергетическую норму би , которую определим следующим образом [c.12]

Состояние при одноосном растйЖении образцов Довольно трудна анализировать. Возникновение пор вокруг частицы сильно зависит от силы связи частицы с матрицей. Для таких включений, как сульфиды марганца в стали, силы связи пренебрежимо малы и поры могут зарождаться и расти, по крайней мере в направлении приложенных растягивающих напряжений, при очень малых пластичных деформациях. Однако даже если включения не связаны с матрицей химически, зарождение пор обычно затруднено напряжениями укладки (возникающими вследствие различной сжимаемости частицы и матрицы при охлаждении), приводящими к прочному захвату частицы матрицей [2]. Если напряжения, возникающие во включениях, являются растягивающими, то частицы могут разрушиться до разрыва по поверхностям. Другие частицы (например, окислы металла в медной матрице) могут смачивать матрицу (связываться с ней). Такие частицы, как карбиды или нитриды в сталях связаны с матрицей весьма прочно, и поры могут возникать только при высоких локальных напряжениях, обусловленных созданием большого числа вакансионных призматических петель на противоположных концах частицы. Эти петли возникают благодаря скользящим дислокационным петлям, оставляемым вокруг частицы движущимися дислокациями [3]. Для возникновения пор необходимы большие пластические деформации. При этом необходимо также, чтобы частицы были некогерентны с матрицей, так как когерентные частицы просто перерезаются линиями скольжения. Размер частиц может оказывать влияние на возникновение пор. Дислокациям, скользящим в матрице, легче обогнуть область влияния частиц, если они малы, путем поперечного скольжения, чем скапливаться вокруг них. При этом для зарождения пор необходима большая деформация матрицы. Эффект этот усиливается, если частицы при малых размерах прочно связаны с матрицей. [c.193]

Рассмотрим сначала действие гетерогенных источников в объеме кристалла. В работе [344] подвергали гидростатическому сжатию медь, содержащую частицы S1O2 или Alj О3, образованные в результате внутреннего окисления. При давлении свыше 25 кбар вокруг частиц возникали дислокации, которые наблюдали методом электронной микроскопии. Была определена зависимость критического давления начала образования дислокаций от размера частиц. Как видно из рис. 59,а, величина критического давления повышается по мере уменьшения размера частиц. Зная модули матрицы и частицы, оценивали также критический уровень сдвиговых напряжений Тщах и параметра несоответствия на межфазной поверхности раздела матрица-включение . Из полученных данных (рис. 59,а) следуют два важных вывода. Во-первых, величины критического давления, напряжения сдвига и параметра несоответствия, необходимые для начала пластического течения, зависят от размера частиц. Во-вторых, максимальное локальное напряжение, необходимое для начала дефор.мации (см. рис. 59,а), находится между 0,001 и 0,008 Gy , что гораздо меньше теоретической СДВИ10В0Й проадости матрицы, равной 0,04 при комнатной температуре [345]. Полученные экспериментальные данные приведены на рис. 59,0 в сравнении с расчетными критериями начала пластической деформации [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...