Интенсивная пластическая деформация

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Рис. 2.20. Распределение главных напряжений (Ji(r) и интенсивности пластической деформации е (г) в надрезанном сечении цилиндрического образца в момент разрушения (а) и зависимости Oj (efj и S (ef) (б) ((е ),) = S (ef)), координата ri соответствует величине при г г, Oi S , при г > ri 0i < S ]

Рис. 2.22. Распределение главных напряжений о, (г) (/), интенсивности пластической деформации ef (г) (2) и величины а, + + (3) в надрезанном се-

Задается малый шаг по времени Дт и вычисляется интенсивность пластической деформации ef, и Де . [c.172]

Интенсивность пластической деформации е определим из зависимости [c.234]

Рис. 4.25. Зависимости гидростатического напряжения От от интенсивности пластической деформации ef

Низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО) заключается в интенсивной пластической деформации стали в температурном интервале устойчивого аустенитного состояния. Процесс (рис. 86, й) состоит в нагреве до 900—1000°С, быстром охлаждении до 450 —550"С, многократном пластическом деформировании при этой температуре с большой степенью деформации (до 90%), закалке на мартенсит и отпуске при 250—400°С. [c.174]

Использование АЭД дает возможность обнаруживать признаки процесса, приводящего к возникновению течи, при давлении на 10% ниже, чем в случае обычного способа наблюдения (осмотр, контроль падения давления). Непрерывная акустическая эмиссия может быть связана как с образованием течи, так и с интенсивной пластической деформацией, свидетельствующей о достижении предельного состояния. Одновременная регистрация непрерывной и дискретной эмиссий характерна для деформации зоны, содержащей исходные дефекты (например, скопления несплошностей). [c.193]

Как правило, усталостное разрушение начинается с поверхности металлических материалов. Это связано с тем, что наиболее интенсивная пластическая деформация при усталости протекает в приповерхностных слоях глубиной порядка размера зерна. Поведение и состояние этого слоя определяет [c.79]

Приведем значения показателя напряженного состояния П в вершине дефекта, исходя из которого по диаграммам пластичности находят предельную степень интенсивности пластических деформаций. [c.55]

Заметим, что интенсивность приращений пластических деформаций de" не равна приращению интенсивности пластических деформаций. [c.301]

В действительности для большинства реальных материалов в малой области конца разреза из-за больших напряжений возникает зона проявления нелинейных свойств материала, в которой распределения напряжений и смещений отличаются от упругого. В схеме квазихрупкого разрушения [220,231] принимается, что зона нелинейных эффектов мала по сравнению с длиной трещины. Это позволяет считать, что и размер данной зоны, и интенсивность пластических деформаций в ней целиком контролируются коэффициентом интенсивности напряжений, пределом текучести и коэффициентом упрочнения, а поле напряжений вокруг пластической области описывается асимптотическими формулами (8.40). [c.330]

Перед" нцб%[ трещины для большинства реальных материалов возникает более или менее развитая пластическая зона, причем даже если протяженность этой области будет доходить до 20% длины трещины, то поле напряжений вокруг пластической зоны все еще определяется асимптотическими формулами. Поэтому и размер пластической области, и интенсивность пластических деформаций в ней целиком контролируются коэффициентом интенсивности напряжений К и свойствами материала. Надо только оговорить, что для справедливости положений линейной механики развития трещин при вычислении коэффициента К следует искусственно (фиктивно) увеличить длину (или полудлину) трещины на половину длины пластической зоны. Эта процедура носит название пластической поправки Ирвина [124]. [c.80]

Если же принять, что мощность скопления дислокаций пропорциональна их плотности р, которая в первом приближении пропорциональна интенсивности пластических деформаций сдвига бр, [c.333]

Для построения кинетической диаграммы ограничимся деформационным критерием разрушения. Предположим, что акт локального разрушения произойдет тогда, когда на границе области интенсивной пластической деформации у вершины трещины ж = = Хс хс Ь) будет достигнуто некоторое критическое значение концентрации С г. Это значение определяется величиной деформации впереди вершины трещины [c.334]

Оба параметра ( й и ц ) характеризуют процесс формирования дислокационной структуры материала. Существенно подчеркнуть, что с возрастанием интенсивности пластической деформации комплекс (Да / 2ц) играет более заметную роль в размере субзерен, которые становятся более мелкими. Имея в виду, что при низком уровне пластической деформации влияние напряжений на размеры субзерен описывается единственным образом, можно считать, что для разного уровня напряжений размер субзерен должен сильно изменяться. [c.250]

НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ [c.1]

Монография посвящена вопросам получения, исследования структуры и свойств наноструктурных материалов, интерес к которым связан с обнаружением их уникальных физических, необычных механических свойств и перспективами широкого применения. Особое внимание уделено наноструктурным материалам, которые получены методами интенсивной пластической деформации, разработанными при непосредственном участии авторов. [c.2]

МЕТОДЫ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУР [c.9]

На рис. 2.21 и 2.22 показаны распределения максимальных главных напряжений Oi r) и интенсивности пластической деформации еР(г) в надрезанном сечении образца, отвечающие разрушающей нагрузке, для образцов из стали в исходном и деформированном состояниях. В соответствии с п. 3-,изложеннного. выше алгоритма по пересечению кривых а(еР) и 5с(ер было [c.103]

Рис. 3.7. Зависимости относительной площади пор S от времени т (а) и интенсивности пластической деформации ef (б) для сплава ХН55МВЦ при Т = 1000 °С

S-IO мм после интенсивной пластической деформации и 10 мм- после закалки. Сварное соединение включает в себя зоны, испытавшие такие термические и термомеханические воздействия, поэтому в различных зонах сварного соединения плотность дислокаций может достигать указанных значений. Характер распределения плотности дислокаций в сварном соединении может изменяться в весьма широких пределах. Он зависит от химического состава и предварительной термической обработки свариваемого металла, способа и режима сварки, условий охлаждения изделия. Так, например, максимальная плотность дислокаций в сварном соединении стали 0Х18Н10Т наблюдается в зоне, максимальные температуры нагрева которой при сварке составляли 770...870 К. [c.474]

Нри больших степенях деформации в условиях интенсивной пластической деформации в этих сталях обнаружено и проанализировано формирование областей локализованной деформации. Для малоуглеродистых и низколегированных сталей — это вытянутые до 10 мкм (при ширине 1 мкм) области с ультродисперсной фрагментированной структурой, а для легироЦанных сталей, где пластическая деформация осуществляется двойникованием — сУбласти с мощными разворотами решетки. [c.66]

Рис. 47.3. Распределение нормального напрязкенйя а, и интенсивности пластических деформаций сдвига Ер в окрестности вершины трещины в неупрочняющемся материале.

Ряс. 47.5. Ситуация в окрестности вершины трещины к моменту локального разрушения а) нормальное напряжение, интенсивность пластических деформаций сдвига и эффективное критическое. юкальное растягивающее напряжение разрушения б) критическая локальная концентрация Ссг п действительная концентрация водорода С. [c.357]

Еслн же принять, что мощность скопления дислокаций пропор-циопальна их плотностп р, которая в первом приближении пропорциональна интенсивности пластических деформации сдвига Ср, [c.357]

Рост пор и их 1юс [едующее объединение происходит в условиях интенсивной пластической деформации и сопровождается, например, в а-Ре, появлением значительного количества микродвойников длиной 100-200 и шириной 50Е. Процесс разрушения перемычек, разделяющих соседние поры, включает стадии зарождения, роста и объединения пор. Следует, однако, отметить, что вопрос о сзадийности вязкого разрушения при шейкообразовании требует специального рассмотрения. [c.17]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Рис. 41.3. Распределение нормального напряжения о и интенсивности пластических деформаций сдвига Вр в окрестности вершины трещины в неунрочняющемся материале.

Необходимо указать также факторы, связанные с технологическими особенностями проведения ВМТО. Определенный вклад в получаемый эффект упрочнения дает текстурованность материала, подвергнутого прокатке [71, 72]. Деформация в области высоких температур (1000° и выше) может привести в некоторых случаях к возникновению субструктуры в результате диффузионного перераспределения дефектов кристаллической решетки. Такие изменения в тонкой кристаллической структуре, если они протекают во всем упрочняемом объеме, должны оказывать благоприятное действие, когда при ползучести развивается преимущественно внутризеренная пластичность, однако опыты [87] показывают, что субструктура образуется главным образом у границ зерен, а это еще раз свидетельствует о более интенсивной пластической деформации в этих областях при задаваемых режимах ВМТО. [c.49]

Интенсивная пластическая деформация стали обусловливает резкое увеличение плотности дислокаций в сочетании же с патентированием такая обработка приводит к созданию структуры, в которой скольжение существенно затрудняется, поскольку сдвигообразованию препятствуют чередующиеся с ферритом пластинки карбидов. При многократном повторении патентиро-вания и пластической деформации (протяжки) происходит даль-нейщее увеличение плотности дислокаций и измельчение ферритно-карбидной смеси, вследствие чего прочностные характеристики стали сильно возрастают. Упрочнение будет тем больше, чем выше степень обжатия проволоки между операциями па-тентирования. [c.92]

Морфологические особенности излома формируются при вязком внутризеренном разрушении как результат пластической деформации, развивающейся в зоне разрушения непосредственно В процессе образования неснлошности. Увеличение интенсивности пластической деформации и расширение объемов, где она протекает, увеличивает затраты энергии на распространение трещины. Страгивание трещины от неснлошности материала при внешнем воздействии будет зависеть не только от условий нагружения, но и от степени стеснения пластической деформации в вершине неснлошности. Исследования разрушения образцов из стали с пределом прочности 430-570 МПа при различных параметрах надреза круглого образца показали [36], что по мере изменения жесткости напряженного состояния меняется соотношение между размерами ямок на начальном этапе развития страгиваемой трещины. Испытаны на растяжение круглые образцы с разным диаметром (< s)min в минимальном сбчении и радиусом надреза р в этом сечении. В случае острого надреза 0,2 мм начальное разрушение имело место у надреза, а с мягким радиусом более 1 мм разрушение начиналось в центральном сечении образца. При указанном остром надрезе ширина ямок 20-40 мкм у надреза и далее — 40-80 мкм, тогда как у мягкого радиуса ширина ямок составила 10-20 мкм. Жест- [c.89]

В 15 Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. — М. Логос, 2000. — 272 с. ил. ISBN 5-88439-135-8. [c.2]

К счастью, многие из упомянутых проблем могут быть преодолены при использовании методов обработки, названной нами интенсивной пластической деформацией (ИПД) [3, 8]. Задачей методов ИПД является формирование наноструктур в массивных металлических образцах и заготовках путем измельчения их микроструктуры до наноразмеров. Хорошо известно, что путем значительных деформаций при низкой температуре, например, в результате холодной прокатки или вытяжки [9-11], можно очень сильно измельчить структуру металлов. Однако полученные структуры являются обычно ячеистыми структурами или субструктурами, имеющими границы с малоугловыми разориентировками. Вместе с тем рассматриваемые наноструктуры являются ультра-мелкозернистыми структурами зеренного типа, содержащими преимущественно большеугловые границы зерен [8, 12]. Создание таких наноструктур может быть осуществлено методами ИПД, позволяющими достичь очень больших деформаций при относительно низких температурах в условиях высоких приложенных давле- [c.6]

Начало разработок и исследований наноструктурных ИПД материалов относятся к концу 80-х-началу 90-х годов, когда Р.З. Валиевым с сотрудниками [35-37, 70, 152, 243, 254, 268, 324] были опубликованы первые статьи, демонстрирующие возможность получения ультрамелкозернистых структур в массивных металлических образцах, используя методы интенсивной пластической деформации. Международный интерес к проблеме был стимулирован публикацией первого сборника по данной тематике [3]. Однако несмотря на резко возросшее в последние годы количество публикаций по данной теме, авторам представляется, что наиболее активное развитие этого научного направления еще впереди. Поэтому настоящую книгу мы рассматриваем как введение в новую научную область, лежащую на стыке физического материаловедения, физики и механики твердого тела, технологии обработки [c.7]

Можно сформулировать несколько требований к методам интенсивной пластической деформации, которые следует учитывать при их развитии для получения наноструктур в объемных образцах и заготовках. Это, во-первых, важность получения ультра-мелкозернистых структур, имеющих преимущественно большеугловые границы зерен, поскольку именно в этом случае происходит качественное изменение свойств материалов (гл. 4,5). Во-вторых, формирование наноструктур, однородных по всему объему образца, что необходимо для обеспечения стабильности свойств полученных материалов. В-третьих, образцы не должны иметь механических повреждений или разрущений несмотря на их интенсивное деформирование. Эти требования не могут быть реализованы путем использования обычных методов обработки металлов давлением, таких как прокатка, вытяжка или экструзия. Для формирования наноструктур в объемных образцах необходимым является использование специальных механических схем деформирования, позволяющих достичь больших деформаций материалов при относительно низких температурах, а также определение оптимальных режимов обработки материалов. К настоящему времени большинство результатов получено с использованием двух методов ИПД — кручения под высоким давлением и РКУ-прессования. Имеются также работы по получению нано- и субмикрокристаллических структур в ряде металлов и сплавов путем использования всесторонней ковки [16, 17 и др.], РКУ-вытяжки [18], метода песочных часов [19]. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...