Механические свойства, влияние размера зерна

Влияние размера зерна поликристаллических материалов на их механические свойства [c.72]

Ранее бьшо сказано, что материалы паяемых конструкций могут подвергаться различным видам обработки перед пайкой, оказывающим влияние на их физико-механические свойства при пайке. Причем эти характеристики могут иметь существенные отличия, например из-за разницы размера зерна, фазового состава, концентрации фаз и морфологии их частиц и т.д., и тем большие, чем шире поле допуска, устанавливаемого при обработке заготовок. Так как практически каждый технологический, металлургический и другие факторы могут влиять на эффект охрупчивания, нами было предложено исследовать каждый из этих факторов. Испытания проводят также на образцах (см. рис. 7.7), однако на этапе, предшествующем испытаниям, материал образцов готовят, учитывая влияние того или иного фактора. Например, если необходимо оценить степень влияния размера зерна на кратковременную и длительную прочность материала, то в этом случае заготовки образцов перед испытаниями нагревают до температуры, при которой можно пол) чить заданный размер зерна, охлаждают и затем, зная величину зерна, проводят испытания. [c.466]

Поверхностные дефекты кристаллического строения. Влияние размера зерна на механические свойства металлов. [c.15]

При изучении влияния размера зерна на механические свойства сплавов оказывается небезразличным метод получения заготовок с разными размерами зерен. Если рост зерна (например, в сплавах на никелевой основе) достигается увеличением температуры закалки, то полученные данные не характеризуют зависимости сопротивления ползучести от размера зерна однозначно, так как увеличение температуры закалки влияет не только на интенсификацию процессов рекристаллизации, ной на процессы растворения карбидов и у -фазы перед их последующим выделением и гомогенизации твердого раствора. [c.240]

Таблица 3.4 Влияние размера зерна на механические свойства сплавов

Размер зерна оказывает большое влияние на механические свойства металлов и сплавов. Уменьшение величины зерна приводит к повышению характеристик пластичности с одновременным ростом прочностных характеристик при 20 °С (см. гл. V). [c.509]

Шкала величины зерна, основное назначение которой — контролировать влияние технологии на качество материала, даёт размеры зерна. Анизотропия структуры, а следовательно, и механических свойств совпадает с номерами 1, 2 и 8 шкалы, что является в большинстве случаев признаком ярко выраженной неравномерной структуры и поэтому может служить характеристикой пониженного качества деформированного алюминиевого сплава. [c.467]

Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом по галогенидным флюсам, наносимым на кромки свариваемых деталей в виде пасты тонким слоем, благодаря увеличению проплавляющей способности дуги позволяет уменьшать сварочный ток, увеличивать глубину проплавления, изменять форму провара, лучше формировать обратный валик, уменьшать размеры зоны термического влияния, измельчать зерно, уменьшать возможность прожогов и пористость, уменьшать деформации конструкций и в итоге получать качественные сварные соединения с высокими механическими свойствами. Эти же преимущества проявляются и при сварке порошковой проволокой, в которую в качестве наполнителя введен флюс. [c.474]

Влияние легирующих элементов на механические свойства сталей с ОЦК-решеткой. Механические свойства и разрушение сталей зависят от структуры, которая в первую очередь определяется химическим составом, размером действительного зерна и состоянием его границ, видом и характером неметаллических включений. [c.598]

Размер аустенитного зерна является важной структурной характеристикой стали при ТО. От этой характеристики зависят механические свойства, особенно ударная вязкость. Одним из методов, устраняющих рост зерна может быть быстрый нагрев без длительных выдержек при температурах аустенитизации [251 . При индукционном нагреве из-за малой продолжительности процесса, включающего периодический нагрев и охлаждение при полной фазовой перекристаллизации в каждом цикле, скорость образования зерен аустенита значительно превышает их рост. Такая ТЦО эффективна в случае, когда переохлажденный аустенит характеризуется малым инкубационным периодом и небольшим временем полного распада. На рис, 1.5 показано влияние числа циклов и скорости нагрева в циклах на размер зерна аустенита. Образующийся в таких условиях мелкозернистый аустенит может быть неоднороден по составу, вследствие чего устойчивость аустенита отличается от того аустенита который образуется в равновесных условиях. Получению мелкозернистой структуры металлов и улучшению их свойств в результате ТЦО способствует, очевидно, и сведение до минимума выдержек при максимальных температурах нагрева. [c.14]

Влияние СТЦО на структуру и механические свойства литой стали 20Л изучено в работе [41]. Размер зерна в, сталях при СТЦО был доведен до 5—11 мкм (11 —12 баллов). Этим авторы объясняют резкое увеличение вязкости разрушения, трещиностойкости в результате проведения СТЦО. Основные механические свойства литой стали после различных ТО приведены в табл. 3.1. [c.87]

Как показали исследования, проведенные в институте НИИСтройкерамика, существенное влияние на свойства изделий оказывает зерновой состав шамота. Из табл. 14 видно, что с уменьшением максимального размера зерен и увеличением количества мелких фракций (размером менее 0,5 мм) несколько увеличивается плотность и заметно увеличивается механическая прочность изделий. Так, например,, массы, содержащие зерна шамота более 2 мм м 25—35% зерен менее 0,5 мм (массы 1 и 2), имеют предел прочности нри сжатии и изгибе соответственно порядка 352—406 и 90—105 кГ/см . Эти же показатели у массы 3 с максимальным размером зерна шамота 2 мм и содержанием 50% зерен менее 0,5 мм соответственно равны 729 и 161 кГ/см . При дальнейшем снижении максимального размера зерна прочность изделий продолжает увеличиваться. Так, массы 5 и 6, не содержащие зерна крупнее 1 мм, имеют прочность при сжатии соответственно 1061 и 1272 кГ/см-и на изгиб — 233 и 252 кГ/см . При вводе в массу шамота с размером зерен менее 0,5 мм (масса 7) свойства изделий почти не изменяются. [c.52]

Анализируя влияние всех этих факторов на усталостную прочность, И. А. Одинг пришел к выводу, что особенно значительно влияние технологического фактора, затем меньшее влияние циклической вязкости и размера зерна и что качество материала, градиент напряжений и статистическая неоднородность механических свойств микрообъемов ие оказали влияния в рассмотренных им случаях. [c.315]

Обработка абразивной лентой является разновидностью шлифования, при этом происходит снятие поверхностных неровностей одновременно работающими кромками абразивных зерен, закрепленных на ленте (рис. 20). На процесс ленточного шлифования оказывает влияние ряд физических и технологических факторов физико-механические свойства обрабатываемой детали, площади контакта, давление и скорость перемещения ленты, режущая поверхность абразивной лентой. Режущая поверхность абразивной ленты характеризуется размером абразивных зерен, количеством их на единице поверхности, глубиной их залегания, а также прочностью зерен абразива и связи. Чем мельче абразивные зерна, тем более тонкая отделочная обработка. [c.46]

При ультразвуковой обработке можно получать отверстия различной формы. Важным преимуществом ультразвуковой обработки по сравнению с электроэрозионной или анодно-механической является то, что можно обрабатывать заготовки как из токопроводящих материалов (твердых сплавов), так и токонепроводящих (стекла, керамики). При обработке заготовок из металлов, стекла и керамики в качестве абразивного материала применяют карбид кремния или карбид бора, а при обработке алмаза — алмазную пыль. Производительность ультразвуковой обработки зависит от размеров обрабатываемого отверстия, амплитуды колебаний инструмента, механических свойств материала обрабатываемой заготовки, размера зерна, концентрации суспензии и др. Увеличение размера зерна абразива повышает производительность процесса, но снижает точность обработки и повышает шероховатость поверхности. Влияние величины зерна абразивного материала на точность и шероховатость поверхности показано в табл. 12. [c.247]

При изучении влияния процесса рекристаллизации на изменение механических свойств деформированного металла необходимо учитывать величину зерна после рекристаллизации. Оказывается, что величина зерна зависит от многих факторов степени деформации, температуры, продолжительности нагрева, размера исходных зерен и т. д. Для каждого металла есть своя определенная, так называе- [c.372]

На рис. 1 показано влияние величины зерна на механические свойства горячепрессованного в вакууме бериллия в зависимости от температуры. Как видно из графика, мелкодисперсные порошки обеспечивают, особенно при температурах до 600° С, более высокие характеристики. Это обусловлено увеличением удельной поверхности зерен с уменьшением их размера, а также увели- [c.195]

Зерно металла сильно влияет на его механические свойства. Эти свойства, особенно вязкость и пластичность, выше, если металл имеет мелкое зерно. Величина зерна зависит не только от степени переохлаждения. На размер зерна оказывают влияние температура нагрева и разливки жидкого металла, его химический состав и особенно присутствие и нем посторонних примесей. Влияние этих факторов очень велико. [c.36]

Влияние величины зерна на свойства стали. Свойства стали определяются размером действительного зерна. Увеличение его размеров сравнительно мало влияет на предел прочности, твердость и относительное удлинение, но резко снижает ударную вязкость, понижает сопротивление отрыву и повышает критическую температуру хрупкости. Следовательно, перегретая сталь с крупным зерном имеет пониженные механические свойства, особенно пластичность и вязкость, т. е. склонна к хрупкому разрушению. Однако сталь с крупным действительным зерном аустенита лучше обрабатывается резанием. [c.169]

В металлах, используемых обычно в качестве материалов для конструкций, мельчайшие частицы, которые допустимо считать однородными (кристаллические зерна), отличаются в огромном большинстве случаев весьма малыми размерами по сравнению с размерами элементов конструкций. Средний диаметр этих зерен представляет собой величину порядка самое большее нескольких миллиметров, обычно же он составляет всего лишь от 0,1 до 0,01 мм. Для сравнения укажем, что расстояния между атомными частицами в кристаллической решетке измеряются величинами порядка 10 см. Изучение тонкой кристаллической структуры металлов и их сплавов при помощи оптического и электронного микроскопов позволило получить важные сведения относительно влияния структуры на прочностные характеристики металлов, а также обнаружить видимые изменения в зернистой структуре, сопровождающие пластическую деформацию твердых металлов или вызывающие их разрушение. Металл с весьма мелкозернистой структурой обладает обычно большей прочностью, чем тот же металл со структурой крупнозернистой. Так как размер зерна и состояние кристаллической структуры находятся в тесной зависимости от технологии и подвергаются резким изменениям под воздействием механической и термической обработки металла, то очевидно, что эти металлургические факторы оказывают большое влияние на свойства, определяющие механическую прочность металлов. Поскольку, однако, эти факторы не поддаются анализу на основе законов механики, они здесь не рассматриваются, и для ознакомления с ними следует обратиться к курсам физической металлургии ). В дальнейшем о них будет сказано лишь очень кратко. [c.56]

На свойства стали оказывает влияние только действительный размер верна. Увеличение зерна почти не оказывает влияния на механические свойства при статических испытаниях о, в), но резко снижает удар- [c.114]

Указать, в чем заключается различие в режиме обработки латуни, которое вызвало видимое на фотографиях изменение в размерах зерна, и его влияние на механические свойства. [c.337]

Указать различие в линейных размерах зерна на участке, подвергнутом деформации, и на участке, не подвергнутом деформации. Описать приведенную структуру, указать содержание углерода в стали и объяснить причины, вызвавшие значительный рост зерна, и влияние его на механические свойства. [c.321]

Размер зерна имеет весьма существенное влияние на свойства металла. В практике уже давно замечено, что крупные зерна большей частью сопровождаются пониженным механическим качеством металла могут изменяться и прочие свойства, что находит объяснение отчасти в большем или меньшем развитии границ между зернами-кристаллами. [c.28]

Интенсивность роста рекристаллизованных зерен зависит, в основном, от температуры, продолжительности выдержки при этой температуре и степени предшествовавшей деформации. Рекристаллизация начинается при определенных для каждого металла температурах, называемых температурой рекристаллизации. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее рекристаллизуется металл и тем крупнее зерно. На величину зерен значительное влияние оказывает степень предварительной деформации. При очень малых степенях деформаций (6—7%) пластическая деформация происходит в пределах отдельных зерен без разрушения межзеренных прослоек. Объединение зерен затруднено и, следовательно, количество и размеры зерен в результате рекристаллизации остаются неизменными. При степенях деформации 8—10% разрушаются границы между зернами. Рекристаллизация сопровождается объединением соседних зерен и размеры их резко увеличиваются. При больших степенях деформаций в результате раздробления зерен увеличивается число центров рекристаллизации, а металл приобретает мелкозернистую структуру. При чрезмерно высоких температурах в результате интенсивной рекристаллизации происходит перегрев , при котором величина зерен резко увеличивается. В связи с тем, что крупнозернистый металл имеет пониженные механические свойства, перегрев — явление нежелательное. При нагреве же до температур, близких к температуре плавления, начинается [c.28]

Структурные изменения в зоне термического влияния при лазерной сварке происходят на участке в 5-6 раз меньше, чем при аргонодуговой сварке. Размер зерна в этой зоне увеличивается незначительно. Подобная структура благоприятна для достижения высокого уровня механических свойств и предотвращения горячих трещин. [c.434]

Существенно отражаются на свойствах металла форма и размеры зерен, определяющих его металлографическую структуру. Измельчение зерен обычно улучшает все характеристики механических свойств — прочность, ударную вязкость, а иногда и пластичность металла. Влияние измельчения зерна на свойства чистого железа показано в табл. 3 и на рис. 8, 9. [c.27]

Рис. 1.15. Влияние температуры нагрева под закалку (выдержка 5 мни) на механические свойства и размер зерна деформированной (е = 30 %) листовой стали 10Х17И13МЗТ

Влияние размера зерна. Механические свойства поликристалли-ческих металлов и сплавов существенно зависят от протяженности и состояния границ зерен [36]. Зависимость предела текучести (а ) и вообще напряжения течения при заданной степени деформации поликристаллов от среднего размера зерна (d) или удельной площади поверхности зерна (SJ хорошо описывается эмпирическим отношением Холла — Петча [37] [c.74]

Рис. 37. Влияние размера зерна аустенита на механические свойства цементованной стали 25ХГНМАЮ

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

Модификация структуры основывается на влиянии изменений параметров микроструктуры (размер зерна, кристаллографическая текстура, плотность дислокаций) на механические свойства и износостойкость материалов. Примерами структурной модификации приповерхностного слоя являются дробеструйная обработка, накатывание роликом, вибрационное накатывание, ультразвуковая упрочняющая обработка, алмазное выглаживание, электромеханическое упрочнение 13]. Известно, ч го поверхностная закалка после нагрева приводит к уменьшению размера зерен вблизи поверхности и увеличению локального напряжения течения. Поэтому поверхностный нагрев с применением направленных источников энергии, таких, как лазер и электронный луч, может использоваться для оплавления и последующего быстрого затвердевания (кристаллизации) поверхностного слоя. Названные мегоды обработки вызывают yny4nJ HHe размеров зерна, формирование мелкой, субзеренной структуры, увеличивают концентрацию выделений и упрочнение, приводят к появлению новых полезных фаз. растворению или удалению инородных включений [19]. Перечисленные эффекты структурной модификации делают ее весьма перспективной, а развитие метода входит в число актуальных задач гриботехнологии. [c.39]

Основные уравнения указанных теорий дисперсного упрочнения приведены в табл. 6. Экспериментальная проверка этих теорий затруднительна, так как необходимо четко выделить вклад дисперсного упрочнения, исключив при этом влияние таких параметров, как границы зерен, субструктура, твердорастворное упрочнение элементами замещения и элементами внедрения и т. д. Поэтому большая часть экспериментальных работ по проверке теорий дисперсного упрочнения выполнена на монокристаллах сплавов [141,146, 169]. Достаточно корректные результаты, как показано в работе [170], можно получить при исследовании некоторых поликриеталлических сплавов, например ниобиевых, механические свойства которых несущественно зависят от размера зерна и субзеренной структуры [171]. Влияние остальных факторов на предел текучести может быть сведено до минимума соот- [c.75]

Существенное влияние асимметрии цикла нагружения на закономерности образования нераспространяющихся усталостных трещин было показано при испытаниях на усталость при осевом растял ении-сжатии образцов диаметром 8 мм, вырезанных по направлению прокатки из листа (длиной 1300 мм, шириной 220 мм, толщиной 23 мм) отожженной (400 °С, 30 мин) латуни со следующим химическим составом ( %) 69,6 Си 0,1 Fe следы РЬ и остальное Zn, Механические свойства исследованного материала о в = 317 МПа ат=102 МПа ifi = 75,2 % =1,14Х Х10 МПа средний размер зерна составлял примерно 0,05 мм. После механической обработки образцы подвергали повторному отжигу при 400 °С в течение 40 мин и электрополированию на глубину 10—30 мкм. [c.88]

Среда, т. е. действуюш,ие усилия, смазка, те.мпература окружающего воздуха, толчки, вибрация и т. п., оказывает влияние в процессе эксГплуатации па первоначальные размеры, механические свойства и структуру материала детали. Поэтому выходами нашей систе.мы следует считать размеры детали, механические свойства и структуру ее материала после некоторого периода эксплуатации. Для определения этих характеристик из снятых деталей (они заменяются запасными) вырезаются образцы для механических испытаний и металлографического анализа. В результате, определяются сечения случайных функций размеров, механических, свойств. материала детали, величины зерна й изменения в структуре. [c.6]

На механические свойства сплавов Ti -Ni—Мо значительное влияние оказьшает содержание никеля, молибдена, состав и размер зерна карбидной фазы, количество связанного углерода, структурные дефекты, их вид и величина. [c.72]

Дислокации могут препятствовать движению малоугловых границ или поглощаться ими, что оказывает влияние на возрастание граничного угла и разориенти-ровку границ зерен. Следует отметить, что структура границ резко отличается от структуры приграничных участков зерна. Высказывалось даже малообоснованное предположение (Ф. Вайнбер [80, с. 126—171]), что структура границ с большой разориентировкой подобна структуре жидкости, хотя большеугловые границы зерен имеют кристаллическую структуру дальнего порядка, а жидкость — мгновенную структуру ближнего порядка. Ширина границ зерен в чистых металлах может состоять из одного или нескольких атомных слоев. В сплавах, в зависимости от коэффициента распределения второго компонента, ширина границ достигает значительных размеров, особенно при небольшой скорости роста столбчатых кристаллов. Скопление дислокаций и наличие крупных выделений на границе перехода от одной структурной зоны к другой должно оказывать отрицательное влияние на механические свойства и деформируемость слитка. Применение модификаторов [4] и затравки может способствовать рафинированию расплава и более равномерному распределению дислокаций в слитке. [c.74]

На рис. 4.17 приведены результаты влияния предварительного циклического нагружения на комплекс механических свойств низколегированной нормализованной стали 16Г2АФ. Эта феррито-перлит-ная сталь с размером зерна феррита 5,6-Ы,6 мкм природно не склонна к деформационному старению. Испытания при повторно-статическом нагружении [96] проводили на гидравлической машине УММ-100 с час- [c.153]

К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал по исследованию влияния структуры металла на меха= ничёские свойства. Установлен ряд соотношений между механическими свойствами и параметрами структуры. Размер зерна поликристаллических материалов — наиболее часто измеряемый параметр микроструктуры, поэтому ему уделяют большое внимание. Измельчение зерна является тем способом управления структурой, который приводит обычно к одновременному повышению прочности и вязкости металла, т. е. к увеличению сопротивления хрупкому разрушению. Хорошо известна установленная экспериментально зависимость напряжения течения 0 от размера D зерна металла [c.6]

При исследовании влияния большого числа циклов (до 75) на механические свойства стали О8Х18Н10Т было выявлено, что прочностные свойства с увеличением числа циклов изменяются немонотонно. Наибольшее повышение НВ, Ов и <7т наблюдали после первых восьми циклов, а затем — снижение. На 25-м цикле, например, Твердость вновь была экстремально большой, а после 32-го — снизилась на 200 МПа. Отмеченная периодичность была обнаружена и на других сплавах [127]. Такое изменение свойств объясняется в основном регулярно сменой в преобладании процесса упрочнения фазовым наклепом над разупрочнением от диффузионных процессов перестройки кристаллической решетки при рекристаллизации. Однако возрастание немонотонной зависимости механических свойств от числа циклов может быть обусловлено действием дисперсионного упрочнения. Так как в аустенитных сталях наряду с основным ау-превращением идет и ае-превращение, то имеется возможность повлиять на структуру и свойства этих сталей, используя главным образом а е-превращение. В этом случае температурный интервал термоциклирования резко сужается. Так как у стали 0Х18Н10Т а е-превращение идет при температуре ниже комнатной, то был опробован режим ТЦО с охлаждениями до —196 °С (в жидком азоте) с отогревами на воздухе до комнатных температур [218]. Установлено, что эффект упрочнения в этом случае обусловлен измельчением исходного размера зерна вследствие появления большого числа пластин е-фазы. Это улучшает основные механические свойства стали XI8Н1 ОТ [139]. [c.108]

Внутренняя структура и состав электроосажденных металлов неоднородны, так как металлы состоят из зерен в виде прилегающих друг к другу кристаллитов. Наиболее характерной особенностью структуры является наличие границ, разделяющих зерна в металле. Структура и физико-механические свойства металлов изменяются в зависимости от многочисленных условий электроосаждения состава электролита, присутствия в электролите тех или иных органических или неорганических составляющих, температуры, pH, плотности тока (потенциала электрода) и т. д., что в конечном счете оказывает влияние на размер, форму и ориентацию зерен в металле. [c.39]

Из всех известных марок нестареющих сталей для глубокой вытяжки наибольшее применение получили стали, успокоенные алюминием. Более широко.му их применению в прошло.м по сравнению с кипящей сталью мешали следующие причины меньший выход годного из слитка из-за обрези головной части, худшая поверхность слитка и прокатных полос из-за низких литейных свойств и влияния включений АЬОз, более высокая стоимость стали и меньший размер зерна после окончательной обработки [11]. Благодаря постепенному усовершенствованию технологии произ(водства этих сталей были устраиеиы их основные недостатки. По выходу годного из слитка и по качеству поверхности нестареющие стали полностью сравнялись с кипящими сталями, однако по своим конечным механическим свойствам и их однородности по всему объему слитка, а главное по сопротивлению старению после холодной деформации они опередили кипящую сталь. С экономической точки зрения эти стали более выгодны по сравнению с нестареющими сталями, успокоен ны.ми V, Т1, Вит. п. [11]. [c.49]

Однако разработанные физические модели и аналитические выражения типа соотношения Петча-Холла (а = СТо + где й — размер зерна) не позволяют количественно оценить влияние многочисленных факторов и пригодны в основном для решения задач синтеза новых материалов с заданными физико-механическими свойствами. Ими пользуютс для оценки напряжений течения или температуры хрупкости ограниченного круга чистых металлов в условиях одноосного нагружения. Остаются физически мало-10 [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...