Деформация разрушения системы алюминий

Обработка давлением сплавов системы алюминий-бериллий, имеющих гетерогенную структуру с фазами, резко отличающимися по пластичности, сопровождается неравномерной деформацией и возникновением растягивающих напряжений, что при неблагоприятных видах обработки может вести к разрушению материала. Однако при обработке давлением принципиальное значение имеет то, что алюминиевая составляющая начинает пластически деформироваться [c.207]

Деформация более прочной бериллиевой фазы при растяжении образца как бы отстает от деформации алюминиевой фазы, которая интенсивно тянется при напряжениях, недостаточных для начала деформации бериллиевой составляющей. В результате разрушение в двойных сплавах происходит по алюминиевой составляющей при относительно низких напряжениях и пониженном остаточном удлинении (рис. 112, а). При описанных особенностях деформации прочность и другие свойства бериллиевой составляющей в сплавах системы алюминий — бериллий не реализуются в полной мере, вследствие чего и модуль упругости этих сплавов оказывается ниже расчетного. [c.235]

Показано, что, если распространяющаяся в композите трещина пересекает волокна упрочнителя, вязкость разрушения увеличивается тем больше, чем больше волокна отслаиваются от матрицы. Значит, из соображений повышения вязкости разрушения предпочтительной является слабая поверхность раздела. Однако при распространении трещины в матрице параллельно волокнам предпочтительна прочная поверхность раздела — это позволяет предотвратить разрушение по поверхности раздела, связанное с малыми затратами энергии. Были отмечены и другие случаи так, при распространении трещины перпендикулярно волокнам высокая вязкость разрушения может быть обусловлена несколькими механизмами. При действии одного из них — вытягивания волокон — вязкость разрушения определяется силами трения и длиной вытянутого из матрицы отрезка волокна. Высокая вязкость разрушения может быть получена и в композитах, в которых не происходит ни отслаивания, ни вытягивания волокон. Так, в системе бор — алюминий вязкость разрушения зависит в основном от энергии деформации, накопленной волокном в пластической зоне деформации композита непосредственно к моменту разрушения волокна. Вязкость разрушения ориентированных композитов, как правило, слабо зависит от вязкости разрушения матрицы. Исключение представляет случай, когда поверхность раздела прочна, а трещина распространяется параллельно волокнам в этих условиях вязкости разрушения композита и материала матрицы сопоставимы. При достаточно высокой объемной доле упрочнителя и слабой поверхности раздела вязкость разрушения определяется поверхностью раздела. Вязкость разрушения композитов, армированных ориентированным в нескольких направлениях упрочнителем, зависит, главным образом, от тех волокон, которые расположены поперек трещины и разрушение которых необходимо для дальней- [c.304]

Николас и др. [36] измеряли эффективную прочность на сдвиг поверхности раздела металл — окись алюминия (окись алюминия была в виде поликристаллических дисков). Методом сидячей капли при различных температурах и временах опыта авторы исследовали интервал углов смачивания для определения прочности связи в системе Ni —АЬОз. На рис. 13 приведены результаты этой работы. Для объяснения полученных данных авторы рассмотрели действующие при испытаниях силы и изгибающие моменты. Были сделаны следующие предположения 1) поверхность капли сферическая 2) предел прочности поверхности раздела U одинаков по всей площади соприкосновения 3) поверхность раздела плоская в ходе испытания 4) поверхность раздела до разрушения находится в состоянии упругой деформации. [c.328]

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]

Коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов, содержащих цинк и магний. Уже четверть века, как известно, что путем добавления цинка и магния к алюминию можно получить сплавы с очень высокими показателями прочности разработанные сплавы обычно содержат медь и марганец, а большинство новых сплавов содержит хром. Причины этого будут объяснены ниже. Возможно, что в связи с высоким сопротивлением этих материалов пластической деформации, в них часто наблюдается тенденция к межкристаллитному разрушению под воздействием напряжений, остающихся после изготовления изделия или введенных в процессе сборки. Иногда в деталях самолетов, изготовленных из сплавов старого типа, в процессе хранения или сборки возникали заметные для невооруженного глаза трещины это, естественно, вызвало общую настороженность в вопросе применения таких материалов, хотя, как правило, если в детали в первое время никаких трещин не развивалось, то и дальше она оставалась вполне пригодной. Выше уже говорилось, что вопрос о том, что произойдет — межкристаллитное разрушение или безвредное скольжение плоскостей, вероятно решается, как только напряжения (внутренние или приложенные извне) начинают действовать в металле, и, если с самого начала межкристаллитное разрушение не происходит, очень небольшой пластической деформации путем скольжения плоскостей достаточно, чтобы облегчить положение. Аргумент, приведенный на стр. 569, не относится непосредственно к сплавам системы А1—2п—Mg, но он может служить объяснением того, почему эти материалы обычно или быстро растрескиваются или не растрескиваются вообще. [c.619]

Среди сплавов высокого сопротивления, которые, помимо нихрома, широко используются для изготовления различных нагревательных элементов, необходимо отметить жаростойкие сплавы фехрали и хромали. Они относятся к системе Fe—Сг—А1 и содержат в своем составе 0,7 %марганца, 0,6% никеля, 12—15% хрома 3,5—5,5 % алюминия и остальное — железо. Эти сплавы отличаются высокой стойкостью к химическому разрушению поверхности под воздействием различных газообразных сред при высоких температурах. Имеют удовлетворительные технологические свойства и хорошие механические характеристики (табл. 4.4), что позволяет достаточно легко получать из чих проволоку, ленты, прутки и другие полуфабрикаты, которые способны свариваться и выдерживать большие механические нагрузки при высокой температуре без существенных деформаций. [c.128]

Влияние интерметаллидов, взаимодействующих с А1 по эвтектическому типу, показано на примере реальных сплавов системы А1—Си—Mg с добавками Ее и № (рис. 3). Однако частицы фаз Al9FeNi эффективно препятствуют процессам развития трещии, резко увеличивая время до разрушения сплава. При малых степенях пластической деформации структурным фактором, могущим вызвать преждевременное зарождение трещин, являются интерметаллические фазы, образованные переходными металлами с алюминием, в то время как фазы, взаимодействующие по эвтектическому типу, тормозят распространение трещин и повышают работоспособность реальных изделий в условиях растягивающих напряжений. При этом было подсчитано если частицы имеют размеры менее 20—30 мкм в литых и 10—20 мкм в деформированных сплавах, то они практически не разрушаются при растяжении. Измельчение указанных частиц технологическими способами позволило резко повысить работоспособность реа.пьных сложнолегироваиных сплавов. [c.125]

В этом разделе обсуждаются зависимость напряжения от деформации, вопросы повышения прочности и механизм разрушения композиционных материалов с металлической матрицей, армированной волокнами. Особое значение отводится системам, имеющим относительно пластичные с низким пределом текучести матрицы и высокопрочные, высокомодульные, квазихрупкие волокна. Ранние исследования Мак Дэниелса с соавторами [23, 25, 26], Келли и Тайсона [18] композиции медь — вольфрам, Кречли и Бэйкера [8] — алюминия, армированного проволокой из коррозионно-стойкой стали, а также Доу и Розена [10] — [c.21]

Исследования, связанные с учетом неоднородности, разработаны хуже, поскольку механизмы разрушения основаны на представлениях механики сплошной среды. Особую сложность в этом смысле представляют композиционные материалы с пластичной матрицей. Например, система 50 об.% волокна борсик + алюминий 6061 переходит от стадии I (волокно упругое, матрица упругая) до стадии II (волокно упругое, матрица пластичная) при относительной деформации —0,15 0,05% (в зависимости от термической и механической предыстории материала). Таким образом, половина объема материала подвергается напряжениям порядка 35 кгс/мм . Если эта система будет иметь надрез, то, очевидно, вблизи вершины надреза начнется интенсивная пластическая деформация матрицы. Действительно, если испытывать при растяжении материал с укладкой волокон под углами 45°, измеренная деформация превышает 10%, поскольку волокно не оказывает серьезного противодействия в направлениях 0° или 90°. В этих условиях не ясно, будет ли выражена особенность напряженного состояния в форме С Ь. В некоторых работах по пластичности Вейса и Йакава [95] и Либовица [58] появились выражения для включающие log С. [c.477]

Здесь нужно указать на то, что экспериментальное доказательство А. А. Трапезниковым и В. А. Федотовой существования нижнего предела прочности по достаточно резкому переходу от монотонных кривых X t) к кривым с максимумами основывалось на некритическом использовании ими опытных данных и заслуживает особого разбора. Их опыты проводились с очень мягким динамометром и легкорелаксирующей высокоэластичной системой (4%-ный раствор нафтената алюминия в декалине). В этих условиях переход через предел прочности может сопровождаться значительным повышением скорости деформации в результате разрушения структуры и поэтому измерение предела прочности производится фактически при более высоких скоростях деформаций, чем те скорости, которые отвечают установившимся режимам течения. [c.123]

По механич. св-вам С. х. уступает переплавленному металлу, особенно по пластичности. Однако совершенствование технологии и экономичность в ряде случаев сделают целесообразным применение деталей из хрома и нек-рых его сплавов, изготовленных методами порошковой металлургии. Сплавы типа Сг - -30%Со - -+ 6% W, изготовленные методами порошковой металлургии, обладают св-вами, близкими к сплавам, полученным методами металлургии. Однако они имеют более низкую Y и пониженные а 2- Разработано иеск. композиций сплавов системы хром— окись А1 и Mg (напр., хром -(-16% окиси алюминия) после спекания и деформации сплав имеет след, механич. св-ва при 20° 0(,= 38 кг1мм , разрушение хрупкое. При ()50° 0(,=38кг/л1.и, 0 , 2=36 кг мм , 6=0,5% при 815° соответственно 33, 29 и 3,5 и при 980° соответственно 19, 18, 14. При 815° и выше сплав пластичен и обладает довольно высокими прочностными св-вами, однако стойкость против ударных нагрузок невысокая. Данный тип сплава может найти применение для деталей, когда от материала требуется высокая прочность, коррозионная стойкость в окислит, атмосфере, низкий уд. вес, но не требуется пластичности и высокой стойкости против ударных нагрузок. Напр., сплавы могут надежно работать в стационарных условиях при сжимающих нагрузках. Из сплавов типа Сг -Ь (10—15%) Ni прессуют готовые изделия или заготовки и спекают. Спекание сплава производится при 1200—1300° в проточной атмосфере сухого и очищенного от примесей водорода (усадка сплава при спекании достигает 17—20%). Сплавы могут быть подвергнуты деформации истечением в условиях всестороннего неравномерного сжатия при 1000—1350°. Несмотря на высокую темп-ру деформации, сплавы сильно наклепываются, что повышает их хрупкость. При использовании смазки деформация облегчается, а стойкость инструмента повышается. После деформации сплавы подвергают термич. обработке. Отличит. особенностью сплавов является высокая твердость НВ = 650 кг мм ). [c.189]

Второй пример относится к алюминию [127, 105, 104, 117, 129]. Для определенности рассмотрим его вслед за [129] для алюминия 99,92%. При низких температурах (ниже 300 К) по мере деформирования этот алюминий ностепеино фрагментируется путем образования полосчатой структуры, ориентированной вдоль направлений скольжения. Позднее она. преобразуется в окончательную, также фрагментированную, но почти равноосную. Этот последний процесс, по-видимому,. осуществляется активизацией понеречных систем скольжения или за счет возникновения вторичных границ-перетяжек. Образование сильно разориентированных мелких фрагментов затрудняет пластическое течение, что выражается в деформационном упрочнении. Чем больше деформация, тем меньше фрагменты и тем больше они разориентировапы, следовательно, тем большее требуется деформирующее напряжение. Аккомодационные процессы при 300 К еще сильно подавлены, эволюция структуры направлена только в сторону более отчетливой фрагментах ии. Естественно, что такая перестройка решетки вызывает появление в- отдельных местах больших локальных перенапряжений. Когда они достигают критического уровня, начинается образование микропор и микротрещин, наступает макроскопическое разрушение (по фрактографическим признакам чашечное, как на фото 19, б). В элементарный акт разрушения в пересчете на одну чашечку вовлекается громадное количество фрагментов, возможно путем сдвигов, по системам большеугловых границ — полос. [c.72]

При температурах ниже нуля сопротивление малым пластическим деформациям значительно возрастает с понижением температуры. Пластические свойства и ударная вязкость резко уменьшаются. Модули упругости (Е и О) при этом несколько повышаются. Следует знать, что при температурах ниже 0°, а иногда и при положительной температуре несколько выше О, металлы обнаруживают так называемую хладноломкость. Хладноломкости подвержены не все металлы, а преимущественно такие, которые имеют кристаллическое строение центрированного куба (латунь. Нчелезо и др.) и кристаллизуются в гексагональной системе (например цинк и др.). Металлы, имеющие кристаллическое строение куба с центрированными гранями (алюминий, медь, никель, латунь и др.), хладноломкости не проявляют. Хладноломкость стали во многом зависит от ее химического состава и степени наклепа. Особенно вредно отражается на хладноломкости содержание фосфора. В наклепанном состоянии сталь также значительно подвержена хладноломкости. С явлением хладноломкости необходимо считаться особенно тогда, когда детали машин и конструкций работают при низких температурах. При работе конструкции в условиях высоких температур и при длительном приложении нагрузки разрушение конструкции может вызываться ползучестью материала. В таких случаях необходимо выбирать жаропрочный материал, обладающий достаточно высоким пределом ползучести при заданных температуре и условиях нагружения. [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...