Металлы Ползучесть упругости 24, 25 — Зависимость

В зависимости от температуры металл может находиться в упругом и пластическом состояниях. В состоянии ползучести металла силы упругости не проявляются и деформация протекает без стремления материала к восстановлению формы. Средняя температура поверхностного слоя стали при шлифовании составляет 300 00 °С. у самой поверхности 800-850 °С. Температуры такого же порядка развиваются и при скоростном точении. Нагрев поверхностного слоя обусловливает образование в нем температурных напряжений [32]. [c.49]

Пластическая деформация вызывает уменьшение плотности металла или, что то же, увеличение его удельного объема. Пластически деформированный при резании слой не может свободно увеличиваться в объеме (этому препятствует недеформированный метал х изделия), поэтому в наружном слое проявляются напряжения сжатия, а в остальной части напряжения растяжения. Это рассуждение предполагает, что деформируемый слой не находится даже частично в состоянии ползучести. В зависимости от температуры металл может быть в упругом и пластичном состоянии. В состоянии ползучести металла силы упругости не проявляются, и деформация протекает без стремления материала к восстановлению формы. За температуру tp перехода из упругого состояния металла в пластическое можно принять 450 " С для углеродистых сталей и 550 X для легированных. [c.52]

Несколько иначе происходит процесс так называемой ползучести у металлов при повышенной температуре. При мгновенном приложении растягивающей нагрузки к образцу он приобретает мгновенную деформацию во, которая может быть упругой, а может состоять из упругой и пластической части, в зависимости от температуры и напряжения. Если приложенная нагрузка сохраняется постоянной, деформация образца продолжает увеличиваться со временем, к моменту дополнительная деформация становится равной е, график зависимости е от t совершенно подобен изображенному на рис. 1.10.1. Но теперь деформация представляет собой необратимую, т. е. пластическую деформацию. В этом можно убедиться только произведя разгрузку. Бели начальная деформация упруга, то при разгрузке произойдет мгновенное сокращение на величину е , если начальная деформация была упругопластической, то после разгрузки исчезает только упругая часть а/Е. Разгруженный образец не уменьшает своей длины по- [c.39]

В книге приведены общие соотношения для расчета гармонических составляющих э.д.с. накладного датчика в зависимости от коэрцитивной силы, остаточной и максимальной индукции ферромагнитных материалов при одновременном воздействии Переменных и постоянных полей. Даны рекомендации по выбору оптимальных значений намагничивающих полей и конструктивных элементов датчиков. Рассмотрены основные типы феррозондов с поперечным и продольным возбуждением. На основании общих соотношений теории дислокаций описаны процессы упрочнения, ползучести, изменения магнитных и механических свойств металлов при деформации и усталости нагружения. Даны рекомендации по применению методов и приборов по контролю качества термообработки и упругих напряжений, однородности структуры. [c.2]

У большинства металлов при комнатных и более низких температурах за достижимое в опыте время наблюдения заметить ползучесть не удается. В этих условиях их поведение с достаточной точностью описывается моделью упруго-пластического тела. При более высоких (сходственных) температурах ползучесть может проявиться весьма заметно. Например, у малоуглеродистой стали временные эффекты становятся существенными при температурах выше 400 °С. При таких температурах зависимость между напряжениями и деформациями существенно меняется с изменением скорости деформирования (нагружения), так что кривая а — е без указания условий эксперимента утрачивает смысл. Важно заметить, что ползучесть металлов при высоких температурах наблюдается при любых, даже весьма небольших напряжениях, что отличает это явление от холодной пластичности, которая проявляется только по достижении определенного уровня напряжений. Ползучесть других, неметаллических материалов (цементный камень, бетон, дерево, пластмассы) можно обнаружить уже при комнатной температуре. [c.752]

ОТНОСЯТСЯ явления упругого последействия при разгрузке, температурное последействие, остаточная микродеформация, ползучесть, зуб текучести, прерывистость пластической деформации и др. К 90-м годам XIX в. было много дискуссий относительно вида нелинейной зависимости между напряжением и деформацией для различных тел, в том числе и металлов. Однако, как отметил Белл [210], существовало уже немало экспериментальных доказательств того, что нелинейность при малых деформациях является воспроизводимым фактором. [c.119]

Поэтому при изучении зависимости между напряжением и деформацией металлов при высокой температуре упругой деформацией в большинстве случаев можно пренебрегать, а аппарат для расчетных целей строить, обращая главное внимание на учет явления ползучести материала. [c.233]

Твердые поверхностные пленки различной толщины на металле неоднозначно влияют на сопротивление ползучести [21]. Это связано с теМ, что в зависимости от толщины пленка может воздействовать на металл двояким образом. Создавая барьер для выхода дислокаций на поверхность, пленка упрочняет металл [19]. В то же время она сама может служить гетерогенным источником дислокаций, действующим при данном напряжении более интенсивно, чем гомогенный источник типа источника Франка—Рида [22]. Интенсивность действия таких источников зависит от разницы модулей упругости пленки и подложки. Чем больше толщина пленки, тем ка большую глубину в подложке сказывается ее действие. [c.66]

Существуют многочисленные доказательства того, что энергия активации ползучести (по возможности скорректированная на температурную зависимость модуля упругости, т. е. АН) при гомологических температурах > Г1 равна энтальпии активации объемной самодиффузии (см., например, [62]). Величина зависит от отношения о/С Типичному значению этого отношения, т. е. 5 10 , соответствует = 0,5 для всех металлов, за исключением олова, для которого т] = 0,9 [62], Для разных металлов на рис, 3.5 [62] энтальпия активации ползучести сопоставлена с энтальпией активации объемной самодиффузии. Для гомологических температур выше rl уравнения (3,11) и (3.13) можно записать в виде [c.49]

Ползучесть. При умеренно высоких температурах под постоянной длительно действующей нагрузкой в твердых телах наблюдается непрерывное течение. Когда образец из легированной стали, нагретый до 500° С, медленно пластически деформируется под постоянной растягивающей силой достаточной величины, то это явление называют ползучестью. В технических лабораториях подобные длительные испытания на ползучесть при растяжении обычно продолжаются в течение нескольких месяцев. С механической точки зрения ползучесть металлов при умеренно высоких температурах относится к явлениям вязкости аморфных тел, описанных вкратце в гл. И, хотя законы, выражающие зависимость скоростей ползучести от напряжений, для этих двух групп твердых тел различны. Обычно деформация ползучести в изображается на графике в зависимости от времени I, причем нагрузка сохраняет постоянное значение. Пример таких кривых ползучести б=/(г) для различных значений напряжений а представлен на фиг. 19 по данным опытов Гейзера (исследовательская лаборатория Вестингауза), полученным для свободной от примеси кислорода меди при 200°С. Общая деформация ползучести состоит из упругой деформации е =(з/ и пластической части деформации г". При сравнительно малых напряжениях обычно можно различить 3 различных участка кривой ползучести. Первый участок заметно искривлен и отражает стадию первичной ползучести. В течение второй стадии ползучести кривая ползучести почти совершенно выпрямляется. Прочные металлы могут деформироваться годами с постоянной скоростью. Хороший пример прямолинейного участка кривой ползучести дан на фиг. 20, воспроизводящей ползучесть углеродистой стали с содержанием 0,35% углерода при 454° С [c.35]

Подобно тому как теория течения металлов, обладающих упрочнением (п. 3 настоящей главы), основывалась на введении функции пластического упрочнения Хо = /(7д), которую, в свою очередь, можно рассматривать как математическое обобщение линейной зависимости между напряжениями и деформациями — для (несжимаемого) упругого материала, точно так же и теория установившейся ползучести твердых тел может основываться на [c.472]

Зависимость упругости и температурного расширения от температуры. В литературе имеются скудные сведения об экспериментальном определении модулей упругости и сдвига при сравнительна высоких температурах, приближающихся к температуре плавления 0 тела. Значения этих модулей, определенные из статических испытаний при повышенной температуре, могут оказаться заниженными из-за неизбежной пластической деформации и ползучести, которые становятся существенными при высоких температурах, в особенности для ковких металлов. Более достоверные результаты получаются при динамических испытаниях, когда образец заставляют совершать упругие колебания. [c.40]

Едва ли есть необходимость упоминать о том, что явление медленной ползучести в металлах и поликристаллических веществах при повышенных температурах нельзя описать теми простыми средствами, которые мы здесь рассматривали. Это объясняется двумя важными причинами, а именно 1) для названных веществ зависимость напряжений от скоростей деформаций существенно нелинейна и 2) в этих веществах возникают пластические деформации, а упрочнение и размягчение (рекристаллизация), происходящие с течением времени при умеренно высоких температурах, влияют на ползучесть и релаксацию. Тем не менее следует указать, что путем надлежащей комбинации двух принципов суперпозиции, использованных при выводе равенств (4.3), (4.4) и (4.20), определяющих соответственно вязко-упругое и стойко-вязкое поведения, можно в какой-то мере [c.212]

Дополнение. Релаксация при сложном напряженном состоянии может нарушить условия работы деталей машин. Высокие давления, удерживающие на валах плотно посаженные путем прессовой или термической посадки металлические диски, колеса, трубы или ступицы, могут понизиться вследствие действия повышенных температур. Эти явления навели Дэвиса ) на мысль обобщить теорию осесимметричных состояний плоской деформации вязко-упругого вещества путем постулирования (взамен линейной зависимости между остаточными скоростями деформации и напряжениями) степенного закона ползучести, отражающего поведение многих ковких металлов. При этом максимальные касательные напряжения Хт = Ч2 о1—ат) = 12 выражаются через максимальные остаточные скорости сдвига следующим образом [c.260]

Между ползучестью и некоторыми физико-механическими свойствами чистых металлов имеется качественная связь. Установлена, например, зависимость жаропрочности металла от таких свойств, как температура плавления, начала и конца рекристаллизации, модуля упругости, коэффициента линейного расширения, энергии активации самодиффузии и др. Чем выше перечисленные свойства (за исключением коэффициента линейного расширения, здесь обратная зависимость), тем обычно прочнее межатомные силы связи в решетке и тем выше жаропрочность металла. [c.14]

Ползучесть металлов при нормальной температуре носит ограниченный характер, как и у большинства полимеров. При повышении температуры ползучесть металлов становится неограниченной. На рис. 14.1 приведены типичные кривые зависимости деформации от времени. Отметим, что при различных напряжениях результаты могут заметно отличаться друг от друга. Кривые состоят из качественно отличных участков. Во-первых, имеется начальный линейно-упругий или нелинейный упругопластический участок, характеризующий мгновенную деформацию ео = е о + -fePfl. Далее, на кривой можно выделить три участка (стадии ползучести) участок с уменьшающейся скоростью ползучести г, участок с приблизительно постоянной скоростью ползучести, связанный с состоянием установившейся ползучести участок с возрастающей скоростью ползучести. На третьем участке увеличение скорости деформации ползучести в основном обусловлено изменением площади поперечного сечения стержня. [c.304]

В первой части гл. 8 последовательно описаны закономерности упругих и Прочностных. свойств, а также процессы деформации и разрушения. Подчеркнута такая характерная черта аморфных сплавов, как высокая вязкость разрушения в сочетании с высокой прочностью. Рассмотрена также зависимость механических свойств от температуры и скорости. деформирования. В аморфных сплавах ниже некоторой температуры Гр пластическая деформация протекает крайне неоднородно — она сосредоточена в полосах деформации, которые на стадии разрушения служат источником трещин. Выше Тр пластическая деформация становится однородной. На первом температурном участке прочность сравнительно слабо зависит от скорости деформирования, на втором эта зависимость выражена ярко. Темп уменьшения прочности с повышением температуры резко возрастает при Т>Тр, а разрушение при этом происходит после образования шейкн. Кривые ползучести аморфных сплавов имеют вид, идентичный кривым ползучести кристаллических металлов, но природа их специфического вида совершенно разная, поскольку дислокационный механизм развития ползучести для аморфных сплавов не приемлем. В стности, процесс установившейся ползучести в аморфных металлах связан с механизмом вязкого течения и осуществляется путем диффузии. [c.20]

Обобщая данные по влиянию параметров кон-струкщюнной прочности на повреждаемость тройни-ковых и штуцерных сварных соединений паропро-водов (табл. 2.4), следует отметить, что уровень концентрации напряжений в зависимости от типоразмера тройников достигает в упругой области металла высоких значений = 2... 11 (рис. 2.18) и для конкретных типоразмеров тройников паропроводов - значений t[c.125]

К тому времени были выяснены основные качественные закономерности, отличающие ползучесть металлов при высоких температурах. К ним относится существенная нелинейность зависимости между напряжением и деформацией, которая привела к тому, что линейные вязко-упругие модели применительно к металлам не получили распространения. (Если пользоваться степенной аппроксимацией Бэйли, то коэффициент п изменяется в пределах от 3 до 20.) Поэтому теория ползучести металлов при высоких температурах и теория вязкоупругости практически развивались независимо, причем последняя поначалу имела по преимуществу теоретическое значение. [c.272]

Метод с использованием точки перегиба невыгоден тем, что для получения всех величин т необходимо иметь почти полные кривые ползучести или упругого последействия. Вероятно, более правильные значения т можно получить из анализа, который предполагает определенную форму спектра времен релаксации. Так называемая логарифмически нормальная форма распределения, предложенная Новиком и Берри [6, 7], обладает важным достоинством в том отношении, что она выбрана на основании приемлемой физической модели. При логарифмически нормальном распределении предполагается, что интенсивность релаксации имеет гауссовское распределение в зависимости от логарифма времени около наиболее вероятного времени релаксации Тт. Новик и Берри показали, что эта форма распределения точно соответствует данным по зинеровской релаксации для сплавов Ag—Zn. Так как для исследованных сплавов ширина релаксационного спектра относительно узка, то в пределах точности эксперимента опытным данным соответствуют и другие спектры времен релаксации. Единственным дополнительным параметром, введенным в логарифмически нормальное распределение времен релаксации, является величина р — полуширина спектра в точке, соответствующей 1/е максимальной его величины. Для данной величины р неупругая деформация при ползучести зависит только от tfxrn> Эта функциональная зависимость была табулирована [G] так, что если известно то Тт может быть легко получена из опытов по релаксации. Этот метод анализа был успешно использован для нахождения временной зависимости Тт [8], Для справедливости этого метода необходимо, чтобы форма спектра времен релаксации оставалась постоянной при изменении Тт со временем. Таким образом, этот метод применим только тогда, когда отклонение от равновесия невелико так, что в металле имеется небольшой градиент концентрации вакансий. [c.360]

Энергия активации [ уравнение (8.4а) ], скорректированная на температурную зависимость модуля упругости чистых металлов при гомологических температурах вЫше т (разд. 3.4), близка к энтальпии активации объемной самодиффузии. Если внутреннее напряжение а. зависит от температуры, то энергия активации Q. отличается от энергии активации, а следовательно и от энтальпии активации объемной самоду фузки. Для алюминия [73] это показано на рис. 8.9. Энергия, кроме того, уменьшается с увеличением внутреннего напряжения а., а энергия Q растет-с увеличением эффективного напряжения а (рис. 8.9) что абсурдно. Аналогичные результаты были получены, например, и для твердых растворов Си-10 и Си- 302п [188]. Следовательно, в обсуждаемых случаях энергии Q и Q. явно представляют собой чисто феноменологические величины, которые нельзя достаточно четко интерпретировать физически. Наоборот, энергия активации, определяемая при постоянном приложенном напряжении имеет совершенно ясный мзичес-кий смысл. Это свидетельствует о том, что внутреннее напряжение, которое определяет скорость возврата, равно приложенному напряжению и что при описании ползучести, контролируемой возвратом, адекватной независимой переменной является приложенное напряжение а. [c.104]

Введение. Известно, что при нормальных температурах влияние фактора времени на деформирование металлов за пределом упругости заметно проявляется при высоких скоростях нагружения (деформирования). Вместе с тем процессы, в которых скорости деформаций составляют (10 10 )с принято считать процессами, которым отвечает диапазон собственно пластического деформирования. Под этим подразумевается, что при данных скоростях процесс деформирования металлов близок к равновесному, а соответствующие деформации значительно превосходят деформации, обусловленные временными эффектами (ползучесть, релаксация и т.д.), что позволяет рассматривать их как собственно пластические. Однако даже при упомянутых скоростях процесс деформирования, строго говоря, не является равновесным. В этом можно убедиться, если, например, в эксперименте на одноосное растяжение при испытании резко изменить скорость нагружения (деформирования) или сделать остановку нагружения, осуществляя вьщержку материала под постоянной нагрузкой, а затем продолжить нагружение. Опыты [1—4], выполненные по таким программам, показьшают, что особенности реализации программы испытания во времени отражаются на виде диаграммы растяжения. Так, в первом случае точке резкого изменения скорости отвечает излом на диаграмме о-е [1-3], а во втором случае при выдержке материала под постоянной нагрузкой происходит накопление деформаций (ползучесть), чему соответствует горизонтальный участок на диаграмме [2—4]. Отмеченные особенности диаграмм указывают на существенную неравновесность процесса деформирования. Вместе с тем влияние на диаграмму деформирования способа реализации программы испытаний во времени носит локальный характер. При удалении от места изменения скорости или этапа выдержки получающиеся зависимости о-е сближаются с зависимостью а-е, отвечающей испытанию с постоянной скоростью нагружения. Это указьшает на то, что процесс деформирования вновь становится близким к равновесному ( квазиравновесным ). Так как при малых скоростях испытаний отклонения зависимостей о—е от соответствующей зависимости для постоянной [c.29]

Ползучесть и температурные напряжения. При достаточно высоких температурах металлы под действием напряжений испытывают заметную текучесть (ползучесть). Это явление приводит к изменению первоначального упругого (или упруго-пластического) напряженного состояния. Наиболее существ -нные изменения претерпевают температурные (и вообще — собственные) напряжения, которые с течением времени релаксируют и, в зависимости от интенсивности и длительности ползучести, могут практически исчезнуть. При охлаждении возникнут соответствующие остаточные напряжения. [c.130]

К особенностям закономерностей ползучести г. п. металлов, в частности титана и особенно циркония, относится тот факт, что в области достаточно высоких температур (700—800° С) для них не выполняется степенная зависимость скорости ползучести от напряжения. Как указывает Шерби и др. [309], это связано с высокой диффузионной подвижностью в цирконии (О = = 10см сек по сравнению с О = 10см сек других г. п. металлов) и низким модулем упругости. При этом ползучесть контролируется скольжением, как более медленным процессом по сравнению с переползанием. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...