Прочность максимальная кристаллов

Стенки литых деталей обладают неодинаковой прочностью в поперечном сечении из-за различия условий кристаллизации. Прочность максимальна в поверхностном слое, где металл вследствие повышенной скорости охлаждения приобретает мелкокристаллическую структуру и где образуются благоприятные для прочности остаточные напряжения сжатия. В поверхностном слое чугунных отливок преобладает перлит и цементит. Сердцевина, застывающая медленнее, имеет крупнокристаллическое строе-Ш1С с преобладанием феррита и графита. В ней нередко образуются дендритные кристаллы и возникают усадочные раковины и рыхлоты. [c.54]

Правда, сразу же необходимо отметить, что экспериментальные данные по прочности нитевидных кристаллов отличаются значительным разбросом, а получаемая прочность нитевидных кристаллов того или иного металла, как уже отмечалось, сильно зависит от размера уса и количества дефектов. Поэтому нами были взяты максимальные значения прочности на разрыв для нитевидных кристаллов ряда металлов с ГЦК, ГП и ОЦК решеткой (фиг. 23). Сразу же можно отметить, что экспериментальная прочность хрома, кобальта и никеля далеко не предельная. Видимо, испытанные усы содержали еще значительное число дефектов. Если учесть, что у хрома и железа одинаковая кристаллическая решетка, а силы связи у хрома, оцениваемые величиной F, выше, чем у железа, то очевидно, что и нитевидные кристаллы хрома должны быть прочнее кристаллов железа. Однако пока еще кристаллы хрома получены весьма низкой прочности. Значения Отах для хрома (фиг. 23, табл. 24) подсчитаны по упругим постоянным обычных монокристаллов [188]. [c.107]

В табл. 1 приведены максимальные значения прочности нитевидных кристаллов и непрерывных волокон тугоплавких соединений. Обращает на себя внимание тот факт, что предел прочности нитевидных кристаллов по максимальным значениям в большой степени отличается от средних значений предела прочности кристаллов, выпускаемых промышленностью. Например, средний предел прочности нитевидных кристаллов карбида кремния составляет 700—1000 кгс/мм , в то время как максимальные значения предела прочности нитевидных кристаллов, полученных в лабораторных условиях, достигают 3700 кгс/мм . Непрерывные волокна карбида кремния имеют средний предел прочности 200— 250 кгс/мм , а максимально достигаемый предел прочности в лабораторных условиях составляет 500—700 кгс/мм . [c.41]

В работе [174] метод вакуумно-компрессионной пропитки применялся для получения композиционных материалов на основе алюминия, упрочненного нитевидными кристаллами сапфира. Нитевидные кристаллы с покрытием из титана толщиной 0,05 мкм, предотвращающим растворение волокон в алюминиевой матрице, и с нанесенным поверх первого покрытия слоем никеля толщиной 0,3 мкм для улучшения смачиваемости, прядением вручную собирали в жгуты диаметром 1,5—2,5 мм. Жгуты укладывали в форму, которую затем вакуумировали и нагревали до температуры пропитки 720° С. Пропитку осуществляли под давлением водорода 2 кгс/см . Полученные образцы испытывали при растяжении. Испытания показали большой разброс прочности. Максимальная прочность при температуре 500° С, равная —38 кгс/мм , была получена на композиции, содержащей 30 об. % нитевидных кристаллов сапфира. [c.115]

Оценка достоверности расчетных данных по максимальной прочности кристаллов затруднена ввиду отсутствия надежных экспериментальных данных. Большинство опытов по определению максимальной прочности металлических кристаллов, как известно, проводили на нитевидных кристаллах. Значения прочности, близкие к расчетным, были получены лишь на ограниченном числе объектов. Это связано с трудностью проведения экспериментов на образцах микронного размера при механическом нагружении и наличием исходных дефектов в кристаллах. [c.149]

Поведение различных латуней при горячей обработке своеобразно. Пластичные ири комнатной температуре а-латуни оказываются в интервале 500— 700 С менее пластичными, чем Р-латуни Хотя прочность а-латуни при комнатной температуре ниже, чем р-латуни при температурах выше 500°С fi-латуни оказываются менее прочными и более пластичными. По этой причине для прокатки в горячем состоянии наиболее пригодны латуни с таким содержанием циика (более 32—39%), чтобы при высокой температуре структура состояла бы из a-f р- или р-кристаллов (см. рис. 441). Наоборот, для производства тонких листов и проволоки (т. е. для деформации в холодном состоянии) целесообразно применение латунной, обладающих максимальной пластичностью при комнатной температуре (т. е. однофазные а-латуни с содержанием цинка около 30%). [c.608]

Обратимся теперь к выражению (3.31). Из него видно, что коэффициент k есть не что иное, как максимальное сопротивление сдвигу, оказываемое решеткой, при х—Ь/А. Эту величину и принимают за теоретическую прочность кристалла на сдвиг [c.102]

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КРИСТАЛЛА. Подстановка условия экстремума (6) для Р=Ртах (см. рис. 1) в выражение (4) при замене А на А дает следующее значение теоретического максимального напряжения (теоретической прочности кристалла) [c.20]

Фиг. 23, Зависимость максимальной прочности на разрыв от предельной энергоемкости для нитевидных кристаллов различных металлов

Барьерный эффект атомарно чистой поверхности, обусловленный тем, что дислокации, выходящие на поверхность кристалла, должны иметь дополнительную энергию, затрачиваемую на работу, связанную с увеличением обш ей поверхностной энергии кристалла при образовании ступеньки. Максимальное снижение или повышение этого эффекта наблюдается при деформации материалов в присутствии поверхностно-активных жидких, газовых или твердых сред [3, 11, 12]. Кроме того, он может иметь суш,ественное значение при деформации кристаллов с малым поперечным сечением типа нитевидных кристаллов или тонких пленок, где удельный объем приповерхностных слоев значителен в сравнении с общим объемом деформируемого материала. В этом отношении, вероятно, можно говорить о существенном вкладе этого эффекта при объяснении высокой прочности усов и тонких пленок. [c.41]

Модули упругости для монокристалла графита измерены с довольно высокой степенью точности [9]. На рис. 1.6 приведены три основных модуля упругости модуль Юнга при растяжении в плоскости углеродных слоев j,, модуль Юнга при растяжении в ортогональном направлении С33 и модуль сдвига С44. Максимальное значение модуля Юнга (1060 ГПа) может быть получено лишь в случае бездефектной структуры кристалла и ориентации атомных плоскостей строго вдоль оси волокон. Модуль упругости волокон в ортогональном направлении на порядок ниже. Наименьшее значение (4,5 ГПа) имеет модуль сдвига. Прочность волокон пропорциональна доле атомных слоев, ориентированных вдоль оси волокна. Разориентация атомных плоскостей приводит к снижению прочности, а также и к снижению реального значения модуля упругости. Теоретическая прочность высокопрочных и высокомодульных во.ио- [c.14]

Фиа, свойства А. связаны с его структурой и содержанием примесей, кол-во к-рых в природных А. достигает 5%, в синтетических 8—10%. В качестве структурных примесей достоверно зафиксированы N, В, Ni. В процессе синтеза можно легировать А, путём введения в шихту разл. добавок. Спайность граней А. по (111) совершенная. Критич. напряжение- скалывания по (111)-10,5 0,1 ГПа, по (100)-13,5 0,1 ГПа. Предел прочности на сжатие кристаллов синтетич, А. без видимых включений 17—17,5 ГПа. А. имеет максимальную среди всех известных материалов твёрдость, к-рая превышает твёрдость корунда в 150 раз. Кристалл А. анизотропен, для разных граней его твёрдость различна (для грани (111) природного А,— 110—135 ГПа, для (100)—56—60 ГПа для грани (111) синтетического А.—91 —101 ГПа, для (100)—60— 68 ГПа]. [c.61]

Наумов и др. [270] сопоставили вычисленные ими значения максимальной прочности со значениями, полученными ранее другими авторами, использовавшими для оценки прочности термодинамические константы. Результаты этого сопоставления представлены в табл. 7. Был сделан вывод о необходимости учета упругой анизотропии при расчете максимальной прочности кристаллов по данным термодинамических констант. [c.149]

Старение при температуре вызывает повышение прочности вследствие образования зон Г - П если данная температура недостаточна для того, чтобы активировать зарождение метастабильных кристаллов, твердость (прочность) достигнет максимального значения и в дальнейшем [c.161]

Кристаллы флогопита имеют цвет от черного, коричневого до янтарного и даже иногда серебристо-светлого. Тонкие листочки полупрозрачны. Флогопит имеет меньший предел прочности при растяжении. и меньшую химическую стойкость, чем мусковит. Флогопит реагирует с кислотами, щелочи действуют на него слабо. Плотность 2,7- 2,8 г/с гигроскопичность 0,23 %. Максимальная рабочая температура для твердого флогопита 900—1000 X. Температура начала плавления 1270—1330 °С. Удельное объемное сопротивление 10"—Ом м. [c.185]

Помимо теоретической прочности существует предельно достижимая прочность, т. е. прочность полимера с максимально возможной степенью ориентации [42]. Предельно достижимая прочность может быть рассчитана экстраполяцией экспериментальных данных к 100%-ной ориентации макромолекул и кристаллов. Расчеты показали (табл. П1.1), что предельно достижимая прочность волокон составляет Vз— /б теоретической прочности и в 2—5 раз превышает реальную. [c.123]

Предел прочности нитевидных кристаллов железа достигает 1340 кГ1мм , что в 60—80 раз превышает прочность обычных монокристаллов. Также значения максимальных касательных напряжений для нитевидных кристаллов в 80 раз превышают значения критических напряжений для обычных монокристаллов. [c.35]

Анализ данного уравнения начнем с экстремального случая, когда структура металла близка к идеальному кристаллическому строению. Прочность такого металла, примером которого являются нитевидные кристаллы (усы), есть максимально возможная для кристаллического тела, как такового, и близка к теоретической прочности. Малое количество несовершенств кристаллического строения приводит к тому, что при нагружении такою металла практически весь его объем будет равномерно поглонщть энергию искажен.1я и к определенному моменту каждый единичный объем во всем кристалле будет насыщен [c.20]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Сложность введения ориентированных нитевидных кристаллов в металлическую матрицу с целью максимально возможной реализации их высоких механических свойств не позволяет пока рассматривать композиционные материалы, упрочненные нитевидными кристаллами, как материалы, широко изученные и готовые к практическому применению. Однако работы по исследованию возможности создания материалов с алюминиевой матрицей показывают, что введение нитевидных кристаллов позволяет существенно повысить прочность, особенно при высоких температурах. Композиционный материал, содержаш ий 20 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 (имеющих среднюю прочность 560 кгс/мм ), имеет при 500° С предел прочности 21 кгс/мм и 100-часовую длительную прочность 8,4 кгс/мм . Модуль упругости этого материала равен 12 700 кгс/мм [187]. Материал с 30 об. % нитевидных кристаллов AI2O3 имеет при 500° С предел прочности 38 кгс/мм [174]. [c.211]

Так, условная прочность резин связана с содержанием технического углерода и некоторыми другими факторами следующим образом. С увеличением степени наполнения наблюдается рост прочности до некоторого максимального значения, после чего имеет место ее падение концентрация технического углерода, при которой наблюдается максимум, определяет максимум наполнения. Наибольшее по абсолютной величине увеличение прочности при прочих равных условиях наблюдается в резинах на основе некристаллизующихся каучуков (10—15 раз). В случае кристалли-зуюндихся каучуков прирост прочности не превышает 30—50 % по сравнению с ненаполненными резинами. [c.14]

Для анализа устойчивости 1фисталлической решетки и характеристик прочности межатомной связи металлических кристаллов рассмотрим подходы к оценке максимальной (идеальной) прочности с использованием термодинамических и упругих констант кристаллов. С позиции принципов синергетики критические параметры, контролирующие устойчивость системы вблизи точек бифуркаций, инвариантны к виду подводимой энергии. В связи с этим за энергетический критерий устойчивости кристаллической решетки можно принять энергию, необходимую для нагрева кристалла до температуры плавления и его плавления [266]. Она определяется работой, которую надо произвести над кристаллической решеткой при заданных температуре и давлении, чтобы перевести ее в состояние, подобное состоянию металла при температуре плавления. Эта аналогия вытекает из инвариантности энергии, контролирующей бифуркационную неустойчивость систем, к условиям подвода энергии. [c.147]

Михайловский и др. [272] реализовали метод нагружения микрообразца пондеромоторными силами электрического поля с использованием ионного полевого электронного микроскопа с напряженностью поля 10 —10 В/см. Ионно-микроскопический метод исключает возможность механического повреждения микрокристалла при монтаже образца, так как образец еще до утонения крепится одним концом к массивному держателю (другой конец, к которому прикладываются пондеромоторные силы, остается свободным). Исследовали приготовленные методом утонения бездислока-ционные микрокристаллы (что контролировали с помощью электронной микроскопии) ряда металлов с ЩК- и ОЦК-решетками. Установлена масштабная инвариантность максимальной прочности кристаллов и отсутствие дисперсии. [c.149]

Лучшие свойства, достигнутые на композиционной системе Ni — AlgOg, не были очень высокими максимальная прочность при комнатной температуре составляла около 1170 МН/м (119 кгс/ммЗ), прочность при 1000° С 621 МН/м (63 кгс/мм ) прочность измерена на очень маленьких образцах, изготовленных ручной укладкой индивидуальных нитевидных кристаллов [7]. Насколько известно авторам, суш,ественного упрочнения при температурах выше 1000° С в композиционном материале никель или никелевый сплав — нитевидные кристаллы а — AlgOs на образцах диаметром выше 2,5 мм до сих пор не получено. Основными препятствиями в изготовлении композиций с использованием нитевидных кристаллов остаются разрушение кристаллов, падение прочности из-за взаимодействия с матрицей, трудности в создании ориентации нитевидных кристаллов и достижении достаточного объемного наполнения, нестабильность покрытий на кристаллах, слабая связь между волокнами и матрицей и в результате неудовлетворительная передача нагрузки от матрицы к упрочнителю. [c.171]

Процессы порошковой металлургии широко исследовались в работах [7] и [26]. Однако в получаемых композициях нитевидные кристаллы значительно разрушались из-за несовершенства ориентация в операциях по уплотнению порошка. Измеренные свойства были низкими максимальная прочность при растяжении при комнатной температуре составила всего 690 IVIH/m (70 кгс/мм ) для композиции с объемным наполнением 25% [7]. [c.214]

УСЫ — условное название искусственно получаемых металлич. и неметаллич. тонких нитей, б. ч. монокристаллов. Диаметр У.—от десятков до сотых долей мк отношение длины к диаметру достигает тысячи. С уменьшением длины прочность У. растет. У. обычно испытываются нри изгибе или растяжении. Нек-рые механич. св-ва У. имеют обычную величину (модуль упругости), но прочность и наибольшая деформация У. значительно превышают достигнутые в больших сечениях для тех же материалов, нанр. прочность У. составляет 1000—2000 кгЫм , что примерно в 10 раз превышает максимальную достигнутую прочность образцов из наиболее прочных материалов в больших сечениях упругое удлинение У. 1—2%, иногда 5—6%. Ввиду большой упругой деформируемости у У. наблюдаются отклонения от закона Гука. Скорость ползучести у У. в сотни раз меньше, чем у образцов больших размеров. Примеси понижают механич. св-ва У. Причины высокой прочности У. еще неясны, их можно объяснить совершенством структуры н поверхности, малыми ра шерами сечения и высокой одЕЮвремеяностью нарушений прочности и т. п. Прочность У. в 8—80 раз выше предела прочности и в 80—1200 раз выше продела текучести, чем у обычных кристаллов нз тех же материалов. [c.390]

Барьерный эффект атомарно чистой поверхности, обусловленный тем, что дислокации, выходящие на поверхность кристалла, должны иметь дополнительную энергию, затрачиваемую на работу, связанную с увеличением общей поверхностной энергии кристалла при образовании ступеньки высотой пЪ, где п — число дислокаций в плоском скоплении, Ь вектор Бюргерса. Максимальное проявление этого эффекта (снижение шш повышение его) наблюдается при деформации материалов в присутствии поверхностно-активных жидких, газовых или твердых сред, резко изменяющих величину удельной поверхностной энергии кристалла [3, 4, 318, 319]. Кроме того, он может иметь существенное значение при деформации кристаллов с малым поперечным сечением и развитой поверхностью типа нитевидных кристаллов или тонких пленок, где удельный объем приповерхностных слоев значителен в сравнении с общим объемом деформируемого материала. В этом отношении, вероятно, можно говорить о необходимости учета этого эффекта при объяснении высокой прочности усов и тонких пленок, кроме существующей точки зрения о влиянии на прочность сте-пёнии их структурного совершенства. [c.83]

Как отмечалось в п. 4.1, преимущественными источниками сдвигообра-зования в кристаллах обычно являются различные источники гетерогенного типа, расположенные как в объеме кристалла, так и на его поверхности. Причем этот вариант обычно принимается как основной механизм размножения дислокаций именно в тех случаях, когда эксперимент показывает низкий уровень внешне приложенных напряжений. При этом большинство авторов, как правило, предполагает, что напряжение гетерогенного зарождения равно теоретическому напряжению сдвига. Однако в работах [121, 129, 343, 344] было показано, что реализация теоретической прочности кристалла на сдвиг при гетерогенном зарождении является лишь частным случаем безактивационного зарождения дислокаций, оценивающим лишь верхний предел максимального напряжения (или критического параметра несоответствия) вблизи инородного фазового включения или какого-либо другого типа концентратора напряжений. Поэтому напряжение гетерогенного зарождения дислокаций чаще всего значительно меньше теоретической прочности кристалла на сдвиг и является функцией типа, размера, геометрической формы включения, а также величины параметра несоответствия [343,344]. [c.91]

Таким образом, физическая природа интенсификации микропластичес-кого течения в поверхностных слоях материалов и последующего усталостного разрушения при циклических нагрузках должна рассматриваться именно с указанных позиций. При этом следует отметить, что необратимое действие вакансионного насоса при циклировании, создающего спектр приповерхностных источников дислокаций и вызывающего их переползание, обеспечивается не только созданием периодического пересыщения при цикле сжатия и существующим недосыщением на стоках [601, 602], но и различием потенциальных энергетических барьеров на источниках и стоках точечных дефектов, непосредственно на поверхности и в более удаленных от поверхности приповерхностных слоях. Поэтому полученные в главе 7 результаты представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур. Наконец, учитывая результаты работы [586], следует также весьма осторожно относиться к интерпретации низкотемпературных пиков внутреннего трения и помнить, что они могут появиться в ряде случаев именно в силу проявления методических особенностей способа нагружения (использование циклических изгибных или крутильных колебаний с максимальной величиной напряжений вблизи свободной поверхности и присутствием градиента напряжений по сечению кристалла). [c.258]

В опытах Бриггса обнаружилось неожиданное понижение прочности воды с приближением к температуре кристаллизации, рис. 24. При 8—10° С напряжение разрыва достигает максимальной величины 270—277 бар. Ниже 5° С оно быстро уменьшается и около точки замерзания составляет примерно 5% от максимального значения [98, 102]. Этот эффект, не столь сильно выраженный, наблюдался также у бензола, анилина, уксусной кислоты [100]. Причина отмеченного эффекта не установлена. При отрицательных давлениях температура кристаллизации воды должна повышаться, но для достигнутых растяжений сдвиг температуры незначителен. Кроме того, у других веществ производная д,Т1йрв, относящаяся к равновесию жидкость — кристалл, имеет противоположный знак. В чистых веществах не существует особых предкристаллизационных явлений, поэтому понижение прочности может быть вызвано влиянием примесей, например выделением газовых пузырьков. Измерение разрывного напряжения на границе вода — лед [99] привело к значению —р = 8—10 бар. [c.98]

Характерная особенность работы [81 — удачное сочетание достаточно глубокого анализа микрокартины возникновения трещины усталости с применением статистических методов для количественной оценки усталостной прочности, в том числе с учетом формы и размеров детали, концентрации напряжений и т. д. Н. Н. Афанасьев указал пути обобщения сложного напряженного состояния. Предполагая, что в пластичных металлах за разрушение ответственны касательные напряжения, автор указывает, что теория максимальных касательных напряжений, пригодная для идеальных изотропных металлов, может быть распространена на реальные поликристаллические металлы путем учета вероятности возникновения скольжения в том или ином кристаллите, т. е. путем учета вероятности наиболее благоприятной ориентации кристаллитов в отношении максимальных касательных напряжений. [c.195]

Кальциевые соединения, присущие доломиту, являются по отношению к магнезиальным балластом, который способствует, однако, повышению прочности получаемых изделий и их температуроустойчивости. Поэтому основной задачей процесса карбонизации является максимальное получение трехводной углемагниевой соли. Кристаллы трехводной соли хорошо видны в микроскоп в виде длинных прозрачных палочек игольчатого строения. При интенсивной подаче углекислого газа и низкой температуре суспензии часть 76 [c.76]

Способность поликристаллических металлов к значительным пластическ1ш деформациям выражена обычно тем слабее, чем большей пластичностью обладают отдельные зерна. Это объясняется тем, что максимальная пластичность свойственна такш металлическим монокристаллам, которые имеют единственную плоскость скольжения, как например монокристаллы гексагональной системы (цинк, кадмий). Увеличение числа возможных плоскостей скольжения ведет к снижению пластичности и возрастанию прочности (монокристаллы кубической системы). Но наличие одной единственной системы скольжения, как в кристаллах гексагональной структуры, приводит к повышению хрупкости поликристаллических металлов в [c.57]

Смекал предложил провести этот расчет несколько иначе. газрыв, согласно [10], должен произойти тогда, когда в слое толщиною а упругая энергия А (при изменении удлинения кристалла от О до б), отнесенная на единицу поверхности, достигает значения а. Таким образом, А/8 = а ж максимальная прочность [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...