Материал пластичный упрочняющийся

Развитие теории пластичности упрочняющегося материала связано с появлением ряда концепций, значительно расширивших представления о пластическом деформировании. Это прежде всего широкое использование понятия поверхности нагружения как поверхности пластического потенциала. Обзор исследований, выполненных до 1957 г., можно найти в [9], поэтому отметим только весьма общие результаты, полученные в работах [10] и [11]. [c.166]

Монография посвящена одному из основных разделов механики деформируемого твердого тела — математической теории пластичности, где авторам принадлежат результаты, имеющие фундаментальное значение для теории и приложений. Изложено построение общих соотношений теории идеальной пластичности, упрочняющегося материала, а также материалов со сложными реологическими свойствами. Дано приложение теории к технологическим процессам обработки материалов давлением, деформированию и течению пластических, вязкопластических тел и т.д. [c.1]

МОЙ без плавного перехода (рис. 487). Этим самым принимается равенство между пределами пропорциональности и текучести. Длина горизонтального участка диаграммы не ограничивается, т. е. материал считается не упрочняющимся, идеально пластичным. Такая диаграмма носит название диаграммы Прандтля. [c.489]

В деформационной теории пластичности доказана теорема о единственности полей напряжений, деформаций и перемещений в случае упрочняющегося материала, т. е. при соблюдении неравенств [c.306]

Чтобы упростить расчеты, диаграммы растяжения, сжатия и чистого сдвига для пластичных материалов схематизируют так, что прямая закона Гука непосредственно сопрягается с горизонтальной прямой без плавного перехода (рис. 509). Этим самым принимается равенство между пределами пропорциональности и текучести. Длина горизонтального участка диаграммы не ограничивается, т. е. материал считается не упрочняющимся, идеально пластичным. Такая диаграмма носит название диаграммы Прандтля. [c.547]

Как мы видели, согласно теории пластического течения, основанной на условии пластичности Треска — Сен-Венана с ассоциированным законом течения, пластическая деформация представляет собою простой сдвиг в плоскости, определяемой осями наибольшего и наименьшего главных напряжений. Если деформации малы, то скорость деформации равна производной от деформации по времени. С другой стороны, если упрочняющийся материал оказывается в состоянии чистого сдвига, то величина пластического сдвига представляет собою совершенно определенную функцию от касательного напряжения [c.532]

В подобных случаях вся деталь изготовляется из такого материала, который обладает достаточно высокой пластичностью и вязкостью, а потом тем ее местам, от которых требуются высокая твердость и износостойкость, дается дополнительная поверхностная упрочняющая обработка. [c.38]

Оценка качества металла только по показателям прочности и пластичности не считается в настоящее время достаточной для определения надежности материала при его использовании на практике. Общей закономерностью при проведении большинства видов упрочняющих обработок является одновременное падение вязкости разрушения и рост прочности материала. Эти важнейшие показатели конструктивной прочности находятся, таким образом, между собой [c.134]

Необходимость учета влияния пластической зоны упрочняющихся материалов приводит к решению задач о напряженном состоянии в окрестности вершины трещины в упругопластической постановке [24, 25]. Г. П. Черепанов [25] показывает, что задача о теле с трещиной из упрочняющегося материала с развитой пластической зоной сводится к задаче теории пластичности в окрестности трещины [c.27]

К сожалению, сформировавшиеся в результате внутренних реакций частицы, повышая сопротивление ползучести и длительную прочность материала, вызывают соответствующее понижение пластичности разрушения [5]. Например, если типичная пластичность при разрушении сплава, представляющего твердый раствор N1— Сг, составляет —45% [27], то при наличии упрочняющих оксидов она снижается до 1—9% [5]. Причина такого отрицательного явления до конца не ясна, но полагают, что она связана с усилением наклепа и повышением локального трехосного сжимающего напряжения, что в свою очередь приводит к более раннему зарождению полостей или микротрещин у поверхности оксидной частицы [5, 158]. [c.33]

Высокая конструктивная прочность изделия достигается только тогда, когда оно изготовлено из материала, обладающего большой прочностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Этим требованиям в значительной степени отвечают безуглеродистые 0,03 % С) мартенситно-стареющие стали (углерод и азот — вредные примеси, снижающие пластичность и вязкость стали), упрочняемые закалкой и последующим старением. [c.283]

При сравнительном выборе материала в случае одинаковых исходных пластичностей (удлинений) важно также знать, каким образом (прогрессирующее у разупрочняющихся и с убыванием для упрочняющихся материалов) эта пластичность реализуется (исчерпывается). Темп исчерпания пластичности будет зависеть также и от уровня действующего напряжения (деформации) в цикле. [c.210]

Упрочняющая термическая обработка обеспечивает повышение прочностных свойств на 20—30% при некотором снижении пластичности и применяется для лопаток компрессора. Однако рабочая температура такого материала на 50 град ниже, чем для отожженного (450 вместо 500° С) вследствие значительного разупрочнения, и ресурс работы ограничивается из-за снижения термической стабильности. [c.95]

Никель является основой большинства суперсплавов, разработанных для деталей газовых турбин, поэтому именно он и используется наиболее часто в качестве матрицы в разрабатываемых композициях высокотемпературного назначения. В большинстве работ, описываемых в этой главе, в качестве матриц применяли чистый никель или простые нихромовые сплавы. Легирующие добавки в сложных суперсплавах могут вызывать интенсивное взаимодействие на поверхности раздела волокно — матрица они также повышают твердость матрицы, что затрудняет изгото-вление композиций с помощью диффузионной сварки. Вместе с тем в композиционных материалах большинство добавок не является необходимым и не требуется для достижения прочности, так как в этих материалах основную приложенную нагрузку воспринимают упрочняющие волокна. Следовательно, свойства матрицы композиционного материала должны быть оптимизированы так, чтобы она обеспечивала защиту упрочнителя, обладала пластичностью и вязкостью, сопротивлялась окислению вклад же ее в прочность системы может быть незначительным. [c.167]

Рассмотренная модель изотропно упрочняющегося материала не описывает эффект Баушингера, поскольку согласно этой модели после пластического деформирования и разгрузки пределы текучести в прямом и обратном направлениях нагружения оказываются равными. В силу этого теория пластичности изотропно упрочняющегося материала оказывается непригодной для количественного описания многих процессов немонотонного деформирования. Но дело не только в этом. Многие особенности поведения материалов при сложном нагружении можно-рассматривать как проявление некоторого обобщенного эффекта Баушингера. Для учета этих особенностей необходимы соответствующие изменения уравнения поверхности нагружения [c.26]

Для материалов, не обладающих упрочнением, точнее для модели идеально пластического неупрочняющегося тела теория типа течения логически безупречна и в отличие от деформационной теории она довольно хорошо подтверждается экспериментом в той мере, в какой подтверждается схема идеальной пластичности. Следующий шаг будет состоять в построении теории пластичности для упрочняющихся материалов. Здесь также можно стать на точку зрения теории течения, но результаты оказываются крайне сложными. Поэтому при инженерных расчетах, когда необходимо учитывать упрочнение материала, часто пользуются более простой деформационной теорией, хотя следует иметь в виду, что она нестрога и во многих случаях неточна. [c.59]

Здесь мы рассмотрим наиболее известный из них, а именно постулат Друкера, который формулируется так же, как и в теории идеальной пластичности. Итак, представим себе напряжение изображаемое в шестимерпом (или девятимерном) пространстве напряжений точкой М — концом вектора напряжения о. Через точку М проходит поверхность нагружения 5, т. е. поверхность, отделяющая область упругих состояний или разгрузки от области илаотических состояний. В теории идеальной пластичности путь нагружения, сопровождающегося пластической деформацией,. мог проходить только по поверхности S, этот путь сопровождался только упругой деформацией, если проходил внутри объема, ограниченного поверхностью 5. Выход пути нагружения за пределы поверхности S предполагался невозможным. Для упрочняющегося материала движение конца вектора о за пределы поверхности 5 возможно. Так, например, возможно состояние о, отвечающее точке М, через которую проходит новая поверхность нагружения S, как показано на рис. 16.2.1. Предположим теперь, что Л1ы вышли из точки М и возвратились в нее по некоторому замкнутому пути у, который может частично выходить за пределы поверхности S, например проходить через точку М, не выходя за пределы поверхности S. Постулат Друкера формулируется совершенно так же, как и для идеальной пластичности. Если а — вектор напряжения на путп то о — [c.536]

Дальнейшее развитие теории пластичности срязано с описанием процессов, происходящих при сложном нагружении упруго-пластического упрочняющегося материала. Одно из направлений в развитии теории пластичности при сложном нагружении базируется на сформулированном А. А. Ильюшиным постулате изотропии основой второго направления является постулат Дракера о неотрицательности работы внешних сил в замкнутом цикле пластического нагружения. [c.12]

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]

Два главных показателя конструктивной прочности — предел текучести, или сопротивление пластическому деформированию,, и вязкость разрушения, или трещиностойкость,— неоднозначно изменяются при различных упрочняющих обработках (механических,, термических, термомеханических) или варьировании химического состава сплава. Создание различных структурных препятствий движущимся дислокациям или увеличение легированности сплава повышают предел текучести, но одновременно снижают трещиностойкость. Иными словами, увеличение прочности, твердости и износостойкости металла сопровождается повышением вероятности хрупкого разрушения. Частичное преодоление этого противоречия возможно при конструировании композиционного материала (детали), сочетающего прочную, износостойкую, твердую поверхность нанесенного покрытия с пластичной, вязкой, трещиностойкой основой. [c.3]

Величина износа и механизм изнашивания определяются структурой и свойствами изнашиваемого материала (количеством, размерами и расположением упрочняющих фаз, степенью легирования,, прочностью, пластичностью и т. д.) и параметрами газоабразивного нагрун<ения (углом атаки, скоростью ударения, физико-механическими характеристиками абразива и т. д.). Одним из важнейших параметров внешнего силового воздействия является угол атаки. Различают малые, средние углы и углы, соответствующие прямому динамическому внедрению. При малых углах атаки разрушение поверхности обусловлено действием касательных напряжений. Вместе с тем было показано, что разрушение не связано с процессами микрорезания. На это указывают данные рентгеноструктурного анализа и замеры микротвердости поверхностного слоя, свидетельствующие о незначительном наклепе [202]. [c.116]

Поведение типа 1В, когда воздух оказывает упрочняющее воздействие, но пластичность разрушения в отсутствие воздуха (т. е. в другой среде) выше, отмечено при исследовании ползучести и разрушения некоторых технических сталей (ОМ45, А181304, 8-816) в азоте и вакууме ( 10 торр) [24]. Другим примером такого поведения служит нержавеющая сталь 304 в чистом кислороде [35]. Этот результат показывает, что чистый кислород не обязательно оказывает на ползучесть материала такое же влияние, как воздух [32, 33, 35, 45]. [c.16]

Модели пластических сред. Обобщением теории идеальной пластичности для упрочняющегося материала является теория трансляц. упрочнения (.4. Ю. Иш-линекпн), согласно к-рой происходит смещение повер.х-ности пластичности как твёрдого целого в пространстве напряжений в зависимости от роста нластич, деформаций [c.630]

Ряд особенностей поведения реальных упругопластических тел и элементов конструкций могут быть эффективно исследованы на основе модели идеально пластической среды. Эту среду можно рассматривазъ как обладающую предельными свойствами упрочняющегося материала при стремлении параметров,. характеризующих упрочнение, к нулю. Для такой среды поверхность пластичности фиксирована [c.105]

Если закон деформирования материала оказывается более сложным, то задача о щ>у-чении может быть решена методом последовательных приближений (методом упругих решений) точно так же, как задача о кручении упругопласгического стержня, выполненного КЗ упрочняющегося материала. В соотношениях теории пластичности деформации заменяют их скоростями. [c.68]

Для сталей 22К и 45, также являющихся циклически стабильными, интенсивность увеличения истинных деформаций и напряжений в области квазистатического типа разрушения не столь велика, как у стали Х18Н9Т. Это определяется прежде всего исходной пластичностью материала. Причем не только величиной относительного сужения ф, значения которого отличаются для данных сталей сравнительно мало, но и склонностью к упрочнению, характеризуемой разницей между пределом прочности Оь и пределом текучести а,,5. Для стали Х18Н9Т эта разность, отнесенная к а , равна 0,6, в то время как для стали 22 К и стали 45 соответственно 0,46 и 0,55. Для алюминиевого сплава АД-33 указанная разница составляет всего лишь 0,25. Вместе с тем АД-33 является материалом упрочняющимся, хотя интенсивность упрочнения по числу циклов, как было показано выше, невелика. [c.174]

Упрочняющиеся и стабилизирующиеся материалы характеризуются интенсивным упрочнением, особенно в первые циклы мягкого нагружения. В дальнейшем упрочняющийся материал имеет затухающий характер изменения истинных деформаций вплоть до разрушения. Причем упрочняющиеся материалы, в особенности обладающие малой пластичностью, разрушаются с образованием трещины перед разрушением (усталостный тип разрушения). Материалы стабильные, обладающие большой пластичностью (большим отношением а — <То,2)/а ,), после интенсивного упрочнения в первых циклах стремятся к стабильному состоянию. В условиях квазистатического разрушения такие материалы не успевают стабилизироваться по истинным деформациям, хотя по условным напряжениям стабильный участок составляет значительную долю долговечности. По истинным напряжениям такого рода материалы прави.чьнее отнести к упрочняющимся, чем к стабилизирующимся. При жестком нагружении материалы с малым значением (<Тй —показывают большое увеличение напряжений, они могут превьппать более чем в 2 раза напряжения нулевого полуцикла. Упрочняющиеся материалы с большим отношением (Об — <7о,2)/оь и при жестком нагружении проявляют более интенсивное увеличение напряжений в первых циклах нагружения с дальнейшим их затуханием в последующих циклах. Причем до [c.175]

Существенное влияние циклических свойств материала, режимов нагружения и температуры на сопротивление малоцикловому разрушению вытекает из данных, представленных ранее. Деформация нулевого полуцикла и число циклов Np до разрушения для циклически разупрочняющейся стали ТС при мягком нагружении (симметричный цикл напряжений) оказываются значительно меньше, чем для циклически упрочняющейся (с повышением температур) аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т. В первом случае это объясняется интенсивным накоплением квазистатических и усталостных повреждений, во-втором— отсутствием накопления квазистатических повреждений и уменьшающейся с увеличением числа циклов нагружения скоростью накопления усталостных повреждений, зависящей от ширины петли. Циклически стабильная при комнатной и слабо упрочняющаяся при повышенной температуре сталь 22к при мягком нагружении занимает промежуточное положение. При жестком нагружении (симметричный цикл деформаций) различия в деформациях и числах циклов Мр определяются только накоплением усталостных повреждений, зависящих в основном от располагаемой пластичности стали. При этом режиме нагружения различие в долговечностях получается меньше, чем при мягком, и меньшие долговечности соответствуют материалам, склонным к деформационному старению. [c.254]

После длительной выдержки (до 30000 ч) при 400° С и испытания образцов при 20° С пластические свойства сплава в отожженном состоянии сохраняются на уровне исходного материала (рис. 13, а). У сплава, подвергнутого упрочняющей термической обработке, несколько снижаются поперечное сужение и ударная вязкость, однако абсолютные значения после ЗОООО-ч выдержки остаются достаточно высокими (i 3=25% и а = =3 кгс-м/см ). С повышением температуры выдержки до 450° С снижается пластичность сплава в упрочненном [c.37]

Современная механика разрушения своими успехами в значительной мере обязана знаменитой работе Ирвина, в которой показано, что для упругих материалов характер полей у вершины трещины определяется так называемым коэффициентом интенсивности напряжений К. Аналогично обстоят дела и супругопластическими материалами. В известных работах Хатчинсона, Райса и Розенгрина отмечено, что поля напряжений и деформаций в окрестности вершины трещины, находящейся в теле из упрочняющегося материала, деформационная кривая которого может быть описана степенной зависимостью, в условиях квазистатического или монотонного нагружения определяются /-интегралом Эшелби — Черепанова — Райса при этом зона нелинейности в вершине трещины может быть представлена как зоной маломасштабной пластичности, так и зоной полной пластичности. [c.129]

Если посмотреть на это с теоретической точки зрения, то можно отметить следующее. Напомним, что на ба,/ из (3.15) мы наложили требования о равновесии. Если материал упрочняющийся, мы приходим к уравнениям эллиптического типа при отсутствии упрочнения, а также при удовлетворении некоторых других условий мы получаем уравнения гиперболического типа[17,23]. Гиперболичность означает, что решение уравнений существует только на некоторых кривых (или поверхностях). С физической точки зрения это равносильно тому, что образуются линии скольжения или линии Людерса, имеющие существенно более сложный характер по сравнению с теми, которые возникают в простых испытаниях на растяжение, что объясняется более сложной геометрией образцов, предназначенных для исследования разрушения. С вычислительной точки зрения это значит, что вариационную теорему, использованную в приложении [(А.5), (А.6)], необходимо заменить другой, которая будет нечувствительной к изменению типа дифференциальных уравнений от эллиптического к смешанному эллиптически-гипер-болическому. Этот подход был рассмотрен только недавно [34,35] он оказался вполне работоспособным. Короче, существует реальная возможность моделирования материалов, деформационное упрочнение которых меняется от нуля до некоторого положительного значения, однако следует пользоваться специальными мерами предосторожности в предельном случае нулевого упрочнения, т. е. в случае так называемой идеальной пластичности. [c.335]

Наконец, возникают интересные вопросы, касающиеся моделирования материала. Напомним, что до 1950 г. практически все работы по пластичности велись на основе теории линий скольжения, в которой материал моделировался либо как жесткопластичный, либо как идеально пластичный. С начала 60-хгг., т. е. с появлением современных быстродействующих ЭВМ, материал моделируют как деформационно-упрочняющийся. Вопрос заключается в следующем связаны ли эти случаи, и если да, то как Оказалось, что если рассматривать отношение [см. (3.11)], то идеальная пластичность обеспечивается в том случае, когда это отношение не ограничено, пластичность с упрочнением возникает при ограниченной величине этого отношения. Далее можно показать [17,33], что уравнения в случае упруго-пластического состояния относятся к эллиптическому типу, если имеет место упрочнение материала, и к смешанному эллиптиче- [c.337]

В работе Г. С. Бурханова рассмотрены свойства и перспективы применения в конструкциях карбидов и боридов редких металлов, в том числе в виде направленно закристаллизованных тугоплавких эвтектик. Среди офомного числа металлоподобных соединений редких металлов заметное место занимают карбиды и бориды. Они могут использоваться или как основа конструкционного материала, или как упрочняющий компонент в сочетании с пластичной матрицей. Такие конструкционные материалы могут предназначаться для работы в экстремальных условиях. Особый интерес представляют монокарбиды и дибориды переходных металлов IV—VI фупп периодической системы Д. И. Менделеева - циркония, гафния, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама. Карбиды и бориды переходных металлов IV—VI фупп имеют четко выраженный металлический характер металлический блеск, хорошую электро- и теплопроводность, что указывает на преобладание металлического типа химической связи. [c.225]

L Исходя из задач, поставленных в этом томе, слоистые композиционные материалы рассматривают как материалы, упрочнен-ныедповторяющимися слоями упрочняющего компонента с высоким модулем упругости и прочностью, которые располагаются в более пластичной и хорошо обрабатываемой металлической матрице. Межпластинчатые расстояния имеют микроскопический размер, так что в конструкционных элементах материал может рассматриваться как анизотропный и гомогенный в соответствующем масштабе. Эти композиции относятся к конструкционным материалам, и поэтому не включают многие типы плакированных материалов, в которых сдой может рассматриваться как конструкционный элемент с защитным от окружающей среды покрытием, являющимся вторым компонентом конструкционного материала. В качестве примера конструкционного слоистого композиционного материала можно привести композицию карбид бора — титан, в которой упрочняющим повторяющимся компонентом служат пленки карбида бора толщиной 5—25 мкм, полученные методом химического осаждения из паров. Другим примером являются эвтектические композиционные материалы, такие, как Ni—Мо и А1—Си, в которых две фазы кристаллизуются в виде чередующихся пластинок. Оба этих эвтектических композиционных материала состоят из пластичной металлической матрицы, упрочненной более прочной пластинчатой фазой с более высоким модулем упругости. [c.20]

Прочность слоистых конструкционных композиционных материалов ограничена до некоторой степени более низкой прочностью упрочняюпщх слоев (фольг) по сравнению с волокнами. К тому же низкая величина деформации при разрушении хрупкой упрочняющей фазы ограничивает удлинение и пластичность композиционного материала во всех направлениях в плоскости армирования. Однако прочность и модуль упругости армирующей фазы реализуются по всем направлениям плоскости, что дает значительные преимущества по сравнению с однонаправленным армированием волокнами. [c.21]

И. Коротких Ю.Г. К решению на ЭЦВМ-нелинейной плоской задачи теории упругости и задач теории пластичности для сжимаемого упрочняющегося материала. - В кн. Строительная механика и теория упругости - Горький Тр. Горьковск. инж.-стро-ит. ин-та, 1967/вып. 50. [c.250]

Хотя инкрементальная теория пластичности представляет собой достаточно общую теорию неупругого деформирования широкого класса материала, она, в сущности, применима только к упрочняющимся и упруго-идеальнопластическим материалам (прежде всего из-за принятия постулата Друккера). Поведение металлов при повышенных температурах и некоторых геологических материалов может не соответствовать этому постулату и поэтому не может быть вполне удовлетворительно описано такой теорией. [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...