Микротекучесть

Рассмотрим, какие основные стадии накопления повреждений свойственны периоду зарождения трещин. Первая стадия - стадия микротекучести. Па эт ой стадии протекает некоторая микропластическая деформация металла, причем наиболее интенсивно она протекает в приповерхностных слоях глубиной порядка размера зерна. Для металлических материалов с физическим Пределом текучести окончание этой стадии четко фиксируется началом негомогенной деформации Людерса - Чернова. [c.15]

Рассмотрим механические характеристики, которые определяют при растяжении (см. рис. 1.15, табл. 3, 4). При самых низких нагрузках в специальных нестандартных испытаниях на микротекучесть со сверхчувствительными датчиками деформации определяются предел упругости 0 и предел неупругости од (см. рис. 1.15), физический смысл которых рассмотрен в разделе 2.7. [c.33]

Предел упругости условный (oo.os = Ро.оь Ро) — напряжение, при котором остаточное удлинение достигает определенной величины (обычно — 0,05 %). При этом напряжении появляются первые признаки макропластической деформации. Часто пределы упругости и пропорциональности совпадают по величине, а принципиальное отличие методики их определения заключается в том, что в случае нахождения Оу остаточная деформация измеряется на разгруженном образце. Следует отметить, что существуют также способы определения Оу на перестроенных в координатах S — е кривых нагружения [48]. На рис. 1.15 найденный таким образом предел упругости обозначен Оу. Он оказывается близким или практически совпадающим с величиной ол, определенной в испытаниях по микротекучести. [c.34]

При исследовании микротекучести возникают и несколько неожиданные проблемы. Так, если в ОЦК-метал-лах Ое составляет 0,1—0,20 [57, 223], являясь при этом вполне измеримой величиной, то в ГЦК-металлах измерить Ое практически невозможно [224], поскольку, например, в меди и алюминии пластическая деформация начинается почти при нулевом напряжении. Аналогичное наблюдается в ГПУ-металлах — цинке и магнии [224]. [c.96]

Данный раздел имеет вспомогательный характер, в нем не ставилась задача дать обзор работ по микротекучести, особенно по изучению механизмов, контролирующих микротекучесть металлов в разных интервалах температур и напряжений. Поэтому, предложив читателю ряд готовых обзоров [224—2261, рассмотрим лишь некоторые результаты, имеющие самое непосредственное отношение к пониманию физической природы предела текучести. [c.96]

IM — исходное значение упругого модуля AM — неупругий модуль Од = — предел микротекучести (Гол — предел текучести а — физический предел упругости. [c.235]

Предел микротекучести ау — более низкое, чем предел текучести, напряжение, при котором появляются первые признаки пластической деформации. Оно может быть задано выражением [c.246]

Свойства волокнистых композитов при нагружении сжатием обнаруживают значительные отклонения от правила смеси [48, 66] так, у композита алюминий—нержавеющая сталь непосредственно после изготовления предел упругости выще в 2 раза, а предел микротекучести — в 5—8 раз (в зависимости от объемной доли упрочнителя). Диаграммы деформации композита алюминий—нержавеющая сталь при сжатии для различных значений объемной доли упрочнителя приведены на рис. 16. Показано, что разрушение происходит в фазе , т. е. путем сдвига (выгибанием), и. не связано с отслаиванием (отрывом) проволоки по поверхности раздела. В соответствии с этими данными был пред- [c.247]

Рис. 15. Зависимость предела микротекучести волокнистого композита медь —

I — стадия циклической микротекучести (с первого числа циклов до линии 1) [c.109]

Обнаруженная обратная зависимость прочностных свойств от скорости активного растяжения при исследовании основного металла и металла сварного шва представляет особый интерес. Проявление такой зависимости подтверждает принципиальную важность исследования физико-механических свойств материалов в процессе облучения при температурах 0,3—0,47 пл, когда определяющими считаются кратковременные, а не длительные прочностные свойства. Аномальное поведение основного металла при флюенсе 0,5 10 нейтр. см- и металла сварного шва при флюенсах 0,5 10 и 2 10 нейтр. см- связано, вероятно, с переходом от дислокационно-субструктурного механизма деформационного упрочнения в необлучаемых образцах к диффузионно-дислокационному механизму в процессе облучения. Последний обусловлен диффузионной релаксацией напряжений в деформируемых материалах и проявляется в виде обратной скоростной зависимости физико-механических свойств [4]. Проявлению действия механизма диффузионно-дислокационного упрочнения способствует миграция избыточных точечных дефектов, образующихся при облучении. Необходимым условием диффузионно-дислокационного упрочнения является также постоянство скорости деформирования, обеспечивающее равенство между внутренним сопротивлением деформированию и прилагаемой растущей нагрузкой [4]. Как показано в [5], при этом происходит перераспределение примесей в неоднородном поле внутренних напряжений и их релаксация вследствие направленной (восходящей) диффузии. Такое перераспределение, наряду с процессами микротекучести и диффузионного залечивания очагов разрушения, повышает структурную однородность решетки и лежит в основе программного упрочнения кристаллических тел [4]. Характерно, что обратная скоростная зависимость прочностных свойств [c.109]

ЛОМ, Проведены на материалах с высокой пластичностью. В образцах из материалов с низкой пластичностью деформация ползучести возникает только вблизи вершины трещины, в других частях образца сохраняется упругое состояние. Можно предположить, что в целом возникает состояние, аналогичное так называемому состоянию микротекучести. При этом в качестве механического критерия разрушения возможно эффективное использование коэффициента К. [c.177]

В работах B. . Ивановой, В.Ф. Терентьева и др. [54, 55, 64-168] при деформировании поликристаллического Мо и Fe было показано, что физический предел текучести, площадка текучести, а также эффект Баушингера обусловлены наличием более прочного поверхностного слоя толщиной по- рядка размера зерна, который возникает за счет микротекучести на начальной стадии деформирования, а также протекания процессов динамического деформационного старения. Аналогичные данные были получены в работах [61, 169, 170] при исследовании закономерностей усталостного разрушения. [c.16]

При снятии тонкого спектра кривых сжатия о—е были обнаружены существенно нелинейные участки. Так, на рис. 106 представлены кривые сжатия образца Ge и Si, на которых можно выделить четыре характерных участка [58—60, 566—569] обратимой упругой деформации (ОА), площадки микротекучести (АВ), участка ВС и второго участка (выше т. С) с некоторой нелинейностью, наблюдающейся вплоть до разрушения образца. После разгрузки образцов от напряжений а = 3-5 кгс/мм датчиком перемещений регистрировалась остаточная деформация в пределах от 0,5 до 1,0 мкм. Однократное нагружение в пределах участках ОА диаграммы 180 [c.180]

Стадия циклической микротекучести, в которой протекают процессы аналогичные процессам, протекающим на стадии микротекучести при статическом деформировании. [c.49]

Экспериментальные данные по изменению максимального напряжения (меньшего статического предела текучести при исследованных амплитудах циклической деформации) в зависимости от числа циклов при испытании на усталость с постоянной амплитудой общей деформации за цикл образцов из отожженного железа представлены на рис. 3.1 [10]. На этой стадии (горизонтальные участки кривых на рис. 3,1) не наблюдается раскрытия петли механического гистерезиса (точность замера деформации 0,001%) и циклическое напряжение с ростом числа циклов остается постоянным. На зеркально полированной поверхности образцов не наблюдается следов макроскопической деформации. Стадия циклической микротекучести в условиях повторного растяжения в образцах из низкоуглеродистой стали СтЗ и 45 протекает до линии 1 на рис, 2.13, см гл. 2. Эта стадия также на-блюдалась у образцов из чистого титана 1М1 115 (рис. 3.2 и рис. 3.3) [22,23]. Видно, что, как и в случае железа [10], на кривых циклического упрочнения, построенных в условиях испытания с постоянной общей амплитудой деформации за цикл, наблюдается стадия циклической микротекучести (горизонтальные участки на кривых). Данные представленные на рис. 3.3 свидетельствуют о том, что наличие стадии циклической микротекучести зависит от частоты нагружения. При очень низкой частоте нагружения (0,001 Гц) она отсутствует. [c.61]

Рис. 3.4. Дислокационная структура низкоуглеродистой стали СтЗ на стадии микротекучести

Следует отметить, что накопление повреждений будет происходить и при условии, когда напряжения еще не достигают циклического предела текучести 5т, так как в этом случае идут процессы микротекучести. Тем не менее повреждаемость материала в условиях микротекучести будет достаточно малой и поэтому скоростью развития трещины при оценке AKth можно пренебречь (dL/dN Q). Строго говоря, при расчете НДС в окрестности вершины трещины нужно использовать параметр ат" < От, характеризующий сопротивление материала микро-пластическому деформированию. Однако известно, что в этом случае большинство положений теории пластичности не приемлемо [195, 206, 379]. Выходом из этого положения является анализ НДС в рамках теории пластичности (в расчет вводится параметр От), но и при анализе накопления повреждений учитывается повреждаемость от упругих (с макроскопических позиций) деформаций (см. раздел 2.3). [c.214]

При этом принятые допущения имеют разумное физическое объяснение. Известно, что в поверхностных слоях металла зарождение скользяЩ Их дислокаций значительно облегчено по сравнению с глубинными слоями. Феноменологически это явление связано со снижением напряжения микротекучести материала в поверхностных слоях образца [1, 190]. В результате при весьма низких нагрузках может зародиться микротрещина, размер которой соответствует размеру поверхностного слоя [191]. В то же время при образовании трещины длиной 1° сопротивление пластическому деформированию в окрестности ее вершины увеличивается (деформирование происходит не у свободной поверхности) и дальнейший рост трещины возможен только при нагрузках, приводящих к обратимой пластической деформации материала (строго говоря, к процессам микротекучести) в объеме, большем чем размер зерна, т. е. при А/С > > AKth. [c.220]

Рис. 10. Дислокационные структуры низкоуглсродистой стали Ст 3 на стадии циклической микротекучести в области границы ферритного зерна (а) и у неметаллического включения (б) (х15 000)

Рис. 19. Дислокационные структуры, формирующиеся в процессе усталости желета при комнатной температуре на разных етадиях а циклическая микротекучесть б - текучесть в, г - деформационное упрочнение

Наличие границ зерен, играющих барьерную роль на пути движущихся дислокаций, обусловливает особую специфику пластической деформации в поликристаллических металлах, что выражЗется в повышении предела текучести [5, 53, 97] и напряжения микротекучести [57], а также влияет на напряжение течения и при значительных степенях деформации [26]. [c.49]

Пиннел и Лоули [66] изучали зависимость микромеханических характеристик композита алюминий—нержавеющая сталь после преосования от объемного содержания упрочнителя. При растягивающем нагружерши экспериментальные значения физического предела упругости, предела микротекучести и предела текучести (при остаточной деформации 0,1%) хорошо согласовались со значениями, рассчитанными на основе правила смеси (рис. 12—14). Структурные исследования показали, что дислокационная субструктура при заданной величине деформации композита не зависит от объемной доли упрочнителя, т. е. что между матрицей и упрочнителем не происходит заметного взаимодействия. Это подтверждает справедливость предположений, на которых основано правило смеси, [c.247]

Хьюз и Резерфорд [38], а также Резерфорд [70], исследуя характеристики микродеформации для оценки параметров пластической деформации при растяжении системы медь—вольфрам, ус-тановцли, что пределы микротекучести и текучести линейно зависят от объемной доли упрочнителя — вольфрамовой проволоки (рис. 15). Кроме того, было показано, что значения предела текучести и сопротивления движению дислокаций увеличиваются с ростом предварительной деформации и качественно согласуются с дислокационной моделью для медной матрицы [38]. Исследование микродеформаций в сочетании с трансмиссионной электронной микроскопией является особенно ценным, поскольку таким способом может быть получена информация о роли поверхности раздела как барьера для движения дислокаций либо как источника или стока дислокаций. [c.247]

На рис. 5.41 приведены микрофотографии, иллюстрирующие распространение трещины от основания надреза при испытаниях на ползучесть плоских образцов с двусторонним надрезом из стали 1Сг — 1Мо — 0,25V для роторов турбин. В подобных материалах с низкой пластичностью раскрытие трещины незначительно. В некоторых случаях трещины распространяются зигзагообразно (рис. 5.41, а), соединяясь с зернограничными трещинами, образовавшимися перед основной трещиной. Однако величина пластической зоны у вершины трещины (области большой деформации ползучести), как показано в правой части этого рисунка, довольно велика по сравнению с длиной трещины. Оэстояние микротекучести, подобного состоянию при многоцикловой усталости, Б данном случае не возникает. [c.166]

Термоактивационный анализ кинетики микропластической деформации в монокристаллах Мо. Скоростная зависимость деформирующих напряжений, из которой определялась величина активационного объема, снимались экспериментально на монокристаллах Мо в области микро- и макротекучести. Полученные данные представлены на рис. 87, 88. Видно, что на псевдоупругой стадии деформирования в области микротекучести изменение скорости деформации от j = 1,67 10 с до 62 = = 1,67 10 с приводит к явному появлению дефекта модуля (изменения угла наклона кривой а — е, отмеченные стрелками). При обратном переходе от ёз к i наблюдается уменьшение деформирующего напряжения Да, причем как величина дефекта модуля, так и Дст растут с увеличением степени деформации и величины приложенных напряжений, что свидетельствует о протекании термоактивированных процессов движения дислокаций в кристалле Мо при напряжениях, намного меньших макроскопического предела текучести, и коррелирует с имеющимися литературными данными для ОЦК-металлов [85, 86, 362, 363, 484-489]. Так, в работах [362, 363] было обнаружено следующее движение винтовых дислокаций в системе 112 < 11 Г> начинается при очень малых напряжениях сдвига т = 25—35 гс/мм дислокации движутся при этом с весьма большой скоростью V > 1 см/с для размножения свежевведенных дис-148 [c.148]

Таки.м образом, данные по оценке скорости движения дислокаций в Si и термоактивационных параметров в Si, Ge и Мо на стадиях микротекучести (до макроскопического предела текучести) и макродеформации, представленные в п. 5.1, свидетельствуют об аномалии пластического течения вблизи свободной поверхности кристалла и, в частности, о более высокой скорости движения дислокаций в его приповерхностных слоях. Аналогичная тендендая отмечалась ранее в ряде наших работ [107-109, 282, 307-313], а также в работах других авторов [27, 105, 432, 493-495]. [c.151]

Изменение электросопротивления р непосредственно в процессе сжатия Ge через мягкие изолирующие прокладки обнаруживает некоторые особенности в области тех же напряжений ( 2 кгс/мм ), при которых возникают нелинейные участки на диаграммах сжатия (рис. 106, кривая 2). Так, рост электросопротивления, обусловленный тензорезистивным эффектом [571], почти полностью подавляется в области этих же напряжений (т.е. в области площадки АВ) некоторым донорным эффектом, природа которого более подробно будет рассмотрена ниже. Для измерения Ар/рц применялись специальные удлиненные образцы размером 4x5x30 мм, для которых обеспечивалось соотношение //5 — 14, с тем чтобы устранить влияние торцовых эффектов. При этом сравнение кривых а-е и а—(Др/р) на рис. 106 показывает, что микротекучесть проявляется при а — 2 кгс/мм . [c.181]

Первая стадия - стадия микротекучести. На этой стадии протекает некоторая микропластическая деформация металла в благоприятно ориентированных зернах, причем наиболее интенсивно она протекает в приповерхностных слоях металла глубиной порядка размера зерна и преимущественно в области границ зерён [25-27]. Для металлических материалов с физическим пределом текучести окончание этой стадии четко фиксируется началом негомогенной деформации Людерса-Чернова. [c.41]

В настоящее время известно, что фундаментальной особенностью поведения металлических материалов, подвергающихся разрушению, является непременное наличие перед разрушением микро- или макродеформации [1-21]. В зависимости от структурного состояния, вида нагружения и асимметрии цикла предел вьшосливости ОЦК-металлов и сплавов может быть по своему значению выше и ниже физического предела текучести 3]. В том случае, когда он ниже физического предела текучести (наиболее частый случай для конструкционных сталей), циклическое деформирование начинается со стадии циклической микротекучести [4, 5, 10, 11]. Стадия циклической микротекучести, обнаруженная в работах [7, 8] (в работе [7] она была названа инкубационным периодом усталости), была также найдена в работе А. Плюмтрее и Дж. Мартина [9] при исследовании низкоуглеродистой стали А181 1025. Авторы [9] назвали этот феномен задержкой разупрочнения, поскольку у ОЦК-металлов после этой стадии следует разупрочнение. В работе автора и К. Хольсте [10] и в исследованиях Т. Танаки и М. Хиро-зе [8] было показано, что при циклическом нагружении ниже статического предела текучести петля механического гистерезиса (в условиях испытания с постоянной общей амплитудой деформации за цикл) раскрывается лишь после определенного числа циклов нагружения, которое увеличивается по мере снижения амплитуды циклической деформации. На рис. 2.10 (см. гл. 2) окончанию стадии микротекучести соответствует линия ЗИЕ, [c.60]

Электронномикроскопические. исследования, проведенные на образцах из отожженной низкоуглеродистой стали СтЗ и технического железа, показали [11,12-14, 17, 24], что на стадии микротекучести в условиях статического и циклического деформирования (повторное растяжение) в благоприятно ориентированных зернах поликристаллов и преимущественно в приповерхно- [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...