Ориентационное упрочнение

Ориентационное упрочнение. Полимеры как в кристаллическом, так и в стеклообразном состоянии могут быть ориентированы. Процесс осуществляется при медленном растяжении полимеров, находящихся в высокоэластическом или вязкотекучем состоянии. Макромолекулы и элементы надмолекулярных структур ориентируются в силовом поле, приобретают упорядоченную [c.442]

Величина деформации полимеров зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Для аморфных полимеров характерно снижение прочности с увеличением температуры (при постоянной скорости деформации) и сростом скорости приложения нагрузки (при постоянной температуре) (рис. 9.4). Стеклообразные и кристаллические полимеры могут подвергаться ориентационному упрочнению, которое заключается в ориентации структуры полимера, находящегося в высокоэластичном или вязкотекучем состоянии, при статиче- [c.149]

Следует отметить, что экспериментальные данные в некоторых случаях (тонкие пластины из малоуглеродистой стали, некоторые полимерные и композитные материалы) лучше согласуются с гипотезой Дагдейла, чем точное решение. По-видимому, это связано с особенностями распространения пластических зон в материалах- с задержкой текучести и с ориентационным упрочнением. [c.164]

Исследование [382] влияния амплитуды и частоты гармонической деформации растяжения на и Тр резин на основе НК, СКН-40 и СКС-30 показало, что ориентационное упрочнение при многократной деформации осложняется релаксационными процессами, вследствие чего изменение частоты деформации вызывает смещение первой падающей ветви немонотонной кривой т — ев область больших долговечностей. Для резин из СКН-40 и СКС-30 в отличие от резин из НК наблюдается превалирующее действие разрушающего напряжения над ориентационным упрочнением, и кривая т — е получается монотонно убывающей. [c.244]

Из данных, приведенных на рис. 111.6, следует, что примерно до этих же значений относительное ориентационное упрочнение изменяется пропорционально степени ориентации [c.118]

Дальнейшее повышение степени ориентации (Ап>3-10 ) сопровождается уменьшением ориентационного упрочнения. [c.118]

Рассмотренная зависимость является общей для ориентированных материалов, полученных в различных температурно-временных условиях вытяжки. Из данных рис. III.6 следует также, что замедление двухосной вытяжки при одних и тех же степенях ориентации сопровождается большим ориентационным упрочнением. [c.118]

Изменение коэффициента относительного ориентационного упрочнения по мере роста скорости вытяжки связано с изменением струк- [c.118]

Рис. III.7. Зависимость коэффициента относительного ориентационного упрочнения от числа физических узлов молекулярной сетки ПММА, ориентированного при различных скоростях двухосной вытяжки (Гв = 7 с+ 15 °С).

Деформируемость ПММА со степенью вытяжки 200% сопоставима с деформируемостью неориентированного ПММА, претерпевающего при комнатной температуре хрупкое разрушение. Следовательно, степень вытяжки не является однозначным критерием ориентационного эффекта. Экстремальное изменение истинной прочности и деформативности обусловлено соотношением скоростей ориентационного упрочнения и разрушения материала. При больших степенях вытяжки процессы разрушения превалируют. О достижении оптимума свойств при определенных степенях вытяжки свидетельствуют также минимум на кривой / р—8в и максимум на кривой а р—Ед (рис. П1.14). [c.127]

Ориентационное прессование 122 Ориентационное упрочнение 113, 118 Ориентационные напряжения [c.236]

Для пластической деформации ОЦК-кристаллов характерно развитие скольжения по нескольким относительно равноправным системам вдоль пересекающихся плоскостей. Поэтому большое значение имеют реакции между дислокациями разных систем [254]. Многочисленные экспериментальные данные по ориентационной зависимости деформационного упрочнения подтверждают, что упрочнение тем выше, чем (больше систем скольжения участвует в деформации [5, 252]. [c.106]

Ориентационная зависимость деформационного упрочнения монокристаллов при усталости при высоких амплитудах деформации сходна с таковой при статическом нагружении [38, с. 1127 223, с. 77 270, с. 709 335 341 343 344 345, с. 653 346 347]. С уменьшением амплитуды деформации влияние ориентации на упрочнение резко снижается и при амплитуде порядка Вц = 10 достигает границы точности эксперимента. [c.154]

Характерное для больших амплитуд напряжений наличие ориентационной зависимости упрочнения у монокристаллов и отсутствие ее при малом амплитудном напряжении. [c.168]

Ориентационная зависимость протяженности области II /ц и коэффициента упрочнения 0ц выражена значительно слабее, чем области I. Тем не менее /ц и 0ц возрастают с переходом ориентировки от (110) к (111) или (100), когда скольжение с одинаковой вероятностью осуществляется в восьми системах. [c.195]

На третьем участке (в) происходит уменьшение поперечных размеров шейки. Достигнув определенных поперечных размеров, шейка перестает суживаться с этого момента начинается четвертый участок диаграммы напряжений (отмечен на рис. 4.94, в буквой г). Однако шейка захватывает все больший участок по длине образца. На образце создаются области, в которых резко отличаются поперечные размеры шейки и крайних участков. К тому моменту, когда шейка распространится на всю длину образца (конец участка г), деформации достигают сотен процентов. В процессе развития шейки материал ориентируется — молекулярные цепи расправляются и располагаются вдоль образца (вдоль направления растя-нсения). Материал приобретает свойство анизотропности—большую прочность вдоль направления растяжения. Этим (ориентационным) упрочнением и объясняется тот факт, что, пока шейка не охватила по длине весь образец, утонения (сужения) ее не происходит — шейка легче распространиться на еще не охваченные ею участки, чем сужаться. Так обстоит дело до полного распространения шейки на весь образец. Скорость стабилизации поперечного сечения шейки зависит от ориентационного упрочнения материала. Если для приобретения ориентационного упрочнения, препятствующего сужению шейки, не требуется большой вытяжки, то четвертый участок диаграммы (отмечен буквой а на рис. 4.94, в) сокращается и может совсем отсутствовать, т. е. диаграмма растяжения получается без максимума (например, у целлулоида). Вообще картина растяжения различных полимеров зависит от их склонности к ориентационному упрочнению. Явление значительного удлинения образца на участке г диаграммы (рис. 4.94, в) носит название вынужденной эластичности, происхождение термина будет пояснено ниже. При разгрузках и повторных нaгpyнieнияx, в частности при колебаниях в процессе распространения шейки на всю длину образца, вследствие наличия последействия возникают петли гистерезиса (рис. 4.94, а, кривая, соответствующая температуре Т ). Наиболее широкие петли наблюдаются в области Tg. Вынужденно-эластическая деформация термодинамически необратима, при больших деформациях большая часть работы деформации переходит в тепло. Одиако от пластической деформации она отличается тем, что после разгрузки и нагрева до температуры Tg эта деформация исчезает. Отсюда название еластическая. Однако для возникновения обсуждаемой деформации необходимо довести напряжения до — предела вынужденной эластичности. Этим отличается вынуяаденно-эластическая деформация от высокоэластической, которая возникает при Т > Tg, т. е. в другом диапазоне температур, в процесса нагружения от нулевых напряжений. Отсюда становится понятным и слово вынужденная в названии деформации. Другим отличием вынужденно-эластической деформации от высокоэластической является то, что высокоэластическая деформация по устранении нагрузки исчезает без нагрева. [c.343]

Следующая температурная область примыкает к Tg со стороны больших температур. Выше уже было показано, что при приближении к Tg со стороны меньших температур понижается о э и сглаживается соответствующий ему максимум на диаграмме напряжений. При Т= Tg — АТ максимума нет вовсе и диаграмма о — е состоит из сопрягаемых криволинейным участком прямолинейных участков — первого — крутого со вторым — пологим (рис. 4.94, в, диаграмма Tg — АТ). Точке пересечения этих двух прямолинейных участков соответствует так называемое критическое напряжение о р. В диапазоне температур Т гй Гкр диаграмма имеет вид, изображенный на рис. 4.94, г по мере роста Т в указанном диапазоне диаграмма располагается все ниже и ниже, вместе с этим уменьшается и а р. Наконец, Оцр обращается в нуль. Та температура, при которой это происходит, называется критической (Ткр). Начиная с Г = Т р и при более высоких температурах (в диапазоне Гкр s Г < Г ) вид диаграмм растяжения становится таким, какой показан на рис. 4.94,й. Напомним, что вся деформация в этом диапазоне температур (небольшая упругая и огромная высокоэластическая) Появляющиеся в температурной области Г < Г,, высокозластические деформации происходят с образованием шейки и ориентированием всего образца. Однако вся картина в общем-то аналогична той, которая была рассмотрена в области Т р < 7 < Tg, но все же отличается тем, что начало образования шейки соответствует весьма малому напряжению, тогда как при Т < Tg ориентационное упрочнение происходит быстрее, чем в высокоэластическом состоянии. В следующем диапазоне темпера-тур (Т Г < ту) деформация е содержит два слагаемых высокоэластическую деформацию e j, и остаточную деформацию 8о . Измеряя деформацию в конце каждого шага нагружения и производя разгрузку, можно отделить одно слагаемое от другого. По мере роста Т в указанной выше области доля остаточной деформации растет. Наконец, при Т = Tf деформация становится полностью необратимой и образец течет при очень малом напряжении. [c.344]

Ориентационное упрочнение — процессы медленного растян ения (например, прокаткой) полимеров, находящихся в высокоэластжчном или вязкотекучем состоянии при повышенной температуре, при котором макромолекулы растягиваются в силовом поле в упорядоченном виде, приобретая ориентированную структуру, которая сохраняется при снижении температуры до комнатной. Свойства полимерного материа.ла, преимущественно пленок и листов, получаются анизотропными, так же как у металлического проката (см. с. 18). [c.232]

Ориентационное упрочнение. Полимеры как в кристаллическом, так и в стеклообразном состоянии могут быть ориентированы. Процесс осуществляется при медленном растяжении полимеров, находящихся в высокоэластическом или вязкотекучем состоянии. Макромолекулы и элементы надмолекулярных структур ориентируются в силовом поле, приобретают упорядоченную структуру по сравнению с неориентированными. После того как достигнута желаемая степень ориентации, те.миература снижается ниже Тс и полученная структура будет зафиксирована. [c.398]

Аморфные полимеры, такие, как полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поликарбонат и другие, нашедшие достаточно широкое применение в технике, длительное время относились к группе материалов малоэффектных с точки зрения ориентационного упрочнения. В то же время потребность в улучшении свойств такого рода материалов (листовых и формованных в изделия конструкционного назначения) интенсифицировала поиски путей повышения прочности ориентацией и аморфных полимеров. Изготовление листовых аморфных полимеров в ориентированном состоянии позволило, например, решить задачу остекления летательных аппаратов материалами, обладающими высокими показателями прочности и надежности и большим эксплуатационным ресурсом. [c.111]

Возможность проявления вынужденно-эластических деформаций и достижения желаемого ориентационного эффекта зависит от соотношения скоростей одновременно протекающих в материале процессов, обусловленных действием внешнего напряжения, ориентационного упрочнения и разрушения (возникновения и развития лшкро-трещин). Устранить процессы растрескивания практически не удается ни варьированием скорости ориентационного растяжения, ни повышением телшературы растяжения до значений, близких к температуре стеклования Т - [c.113]

Рис. 111.6. Зависимость относительного ориентационного упрочнения от степени ориентации ПММА при различных скоростях вытяжки (Гисп = 20 С Т = Гс + 15 °С)

Каландрование 122 Квазисетчатая модель термопластов 114, 115, 117 Комплексная вязкость 25 податливость 25 Комплексный модуль упругости 25 Коэффициент диффузии 87 линейного расширения 58 относительного ориентационного упрочнения 118, 119 преломления 64 Пуассона 24, 38 рассеивания энергии ударного нагружения 222 теплопроводности 58 трения 55, 56 усталости 52 Кратковременный модуль упругости 35—38 Крейзы 27, 227 [c.235]

При высоких рабочих температурах ЭГК ТЭП вследствие термически активируемых и диффузионных процессов устраняется структурная метастабильность деформированных монокристаллов и осуществляется переход их к стабильному состоянию. Устранение следов пластической деформации при отжиге, (разупрочнение) происходит вследствие процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации [31]. Однако ориентационная зависимость деформационного упрочнения, условия пластической обработки, а также примеси, энергия дефектов упаковки и т. д. существенно влияют на характер процессов разупрочнения, на взаимосвязь полигонизации и рекристаллизации [10, 24, 37, 38, 41, 42, 48, 70, 71, 74—76, 101, 121, 126, 135, 1361. При этом устранение упрочненного состояния монокристаллов вследствие рекристаллизации (т. е. образования высокоугловых границ)—крайне нежелательное явление, так как означает превращение монокристалла -в поликристаллический материал с присущими ему недостатками (см. предыдущий раздел) уменьшение работы выхода электронов, появление эффектов пропотевания жидкого металла через границы зерен и т. д. [10, 71, 126]. [c.96]

В настоящее время громадный интерес представляет количественное прогнозирование механического поведения,. или уравнение состояния в условиях циклического нагружения. Это огромная самостоятельная область, и здесь о ней следует хотя бы упомянуть. Уравнения (модели) состояния позволяют прогнозировать связь между напряжением и скоростью деформации на основе данных об интенсивности деформационного упрочнения, конкурентных ему процессах возврата и об их влиянии на состояние материала, формирующееся при циклическом нагружении. Эти процессы воспроизводят зависимость свойств материала от температуры, а само состояние материала отражает его собственную деформационную предысторию. Пытаются также учитывать дополнительные сложности, например, многоосные напряженные состояния, анизотропию свойств (как у монокристаллов) и другие ориентационные особенности, присущие суперсплавам, — активизацию октаэдрического и кубического скольжения, механическую анизотропию при знакопеременном (растя-жение-сжатие) нагружении. В значительной мере разработку этих моделей вели для решения проблем ядерной промышленности [21]. Развитие моделей, нацеленных на нужды изготовителей газотурбинных двигателей, было поддержано NASA [22, 23]. [c.346]

Китаяма с сотрудниками [145, 146] изучали ориентационную зависимость предпочтительного поверхностного упрочнения монокристаллов меди и а-латуни, а также определяли глубину упрочненного слоя на кристаллах Си. Они установили [145], что при деформировании предпочтительное течение поверхностных слоев в кристаллах меди более резко зависит от ориентации образца, чем в кристаллах а-латуни. С помощью методики селективного травления бьшо установлено [146], что на кристаллах Си при деформации до предела текучести упрочненный слой распространяется на глубину около 40 мкм, а на кристаллах, деформированных прямо во II стадаи (1,6%) этот слой составляет 70 мкм. Данные по глубине предпочтительно деформированного поверхностного слоя обсуждались также в работе [155], где указывалось на хорошую корреляцию полученных данных с результатами работы Китаямы [146] и Крамера [140, 141]. [c.17]

Величина максимального растягивающего напряжения является, по-видимому, основным параметром состояния, определяющим предельные условия и скорость разрушения материала. Для описания разрушения существенно, что по мере роста несплошностей пороговые напряжения, необходимые для дальнейшего развития процесса, снижаются. Поэтому степень разрушения в том или ином ее выражении должна бьггь вторым определяющим параметром. Роль пластической деформации не вполне ясна и, если она велика, по-видимому, в первом приближении может выражаться в деформационном упрочнении материала. В результате деформационного упрочнения возрастает возможная анизотропия напряженного состояния тела в целом и материала в окрестности концентраторов напряжений, являющихся потенциальными очагами разрушения, и тем самым достигается пороговое напряжение разрушения. Роль температуры несомненно важна с точки зрения возможности структурных превращений и плавления, но в пределах одного фазового состояния ее вклад при высокоскоростной деформации, по-видимому, много меньше, чем в обычных условиях. Поскольку в экспериментах наблюдалось влияние ориентации нагрузки относительно текстуры материала на сопротивление откольному разрушению, ориентационный фактор, вообще говоря, также должен быть включен в рассмотрение, то есть достаточно полное описание разрушения должно иметь тензорный характер [92]. [c.223]

Это соотношение было найдено [457] для областей гладкого раздира в более точном эксперименте на установке, изображенной на рис. 4.2.6, при испытании образцов иа наполненных резин на основе некристаллизующихся каучуков. Скорость раздира v увеличивается, а выносливость N понижается с повышением Н. При узловатом, а также толчкообразном раздире Н может сначала повышаться, а затем снижаться с повышением скорости, а с ней — времени, или числа циклов (выносливости), вызывающих увеличение надреза на определенную величину. Андрью [520] наблюдал растянутые образцы при растяжении и сокращении в поляризованном свете и нашел, что при сокращении декристаллизация замедлена, ориентация и кристаллизация увеличивают гистерезис (внутреннее трение) резин, повышая их прочность (в том числе — энергию раздира). Однако повышение скорости раздира приводит к тому, что замедленные ориентационные процессы, вызывающие упрочнение, не успевают происходить, и вместо повышения Н с увеличением v наблюдается его снижение. Оно происходит до тех пор, пока полностью не будет исключена кристаллизация. Дальнейшее повышение скорости, как и у полностью аморфных систем, связано с увеличением энергии раздира. Таким образом, зависимости у от Я или N от Н оказываются немонотонными для резин на основе кристаллизующихся каучуков. Наполнение, будучи в какой-то степени аналогичным кристаллизации, также приводит к немонотонным зависимостям N от Н. [c.240]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...