Область упрочнения металла деформаций)

Для твердых тел чаще более характерны смешанные виды связи. Известно, что ионная и ковалентная связи, а также ковалентная и металлическая не имеют резкого разграничения и может наблюдаться переход от одного вида связи к другому. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по своим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалентной связью (алмазу). [c.10]

Анализируя деформацию, разрушение и упрочнение металлов, можно считать, что из различных дефектов структуры основной вклад в скрытую энергию деформации дают дислокации, по крайней мере, в области температур, близких к комнатной, и при повышенных температурах ниже температуры рекристаллизации. [c.43]

На первом участке наблюдается облегченное скольжение, при котором упрочнение металла незначительно. Протяженность этого участка зависит от ориентировки кристалла относительно приложенного напряжения, температуры, скорости деформации и чистоты металла. С ростом степени деформации происходит переход к множественному скольжению, наблюдается движение дислокаций в пересекающихся плоскостях с образованием дополнительных препятствий и барьеров на пути движения дислокаций. Коэффициент упрочнения в начале II стадии (см. рис. 1) резко возрастает и достигает максимума (области линейного упрочнения). По мере повышения плотности дислокаций и роста числа их образований в металле интенсивно развивается ячеистая дислокационная структура в кристаллах наблюдаются короткие полосы скольжения и образования плоских скоплений дислокаций. [c.9]

В металле, претерпевающем пластическую деформацию в области упрочнения, в условиях определенного температурного режима происходят два противоположных процесса — упрочнение (наклеп) и разупрочнение (отдых и рекристаллизация). При этом при низких температурах превалирует первый, а при высоких — второй. Оба эти процесса весьма существенно влияют на протекание ползучести. [c.284]

Возврат и рекристаллизация являются раз-упрочняющими процессами. Таким образом, в области высоких температур деформация металла сопровождается как упрочнением, так и разупрочнением. Так как процессы разупрочнения протекают во времени, то на структуру деформируемого металла оказывает влияние не только температура, но и скорость деформации. Поэтому вопрос установления оптимальных температур деформации нельзя решать без учёта скорости деформации. [c.269]

Форма зон пластической деформации, полученная численным решением соответствующих краевых задач для весьма глубокой односторонней трещины в поле равномерного растяжения, показана на рис, 4, где приведены изолиний равных. касательных деформаций, отнесенных к деформации при пределе текучести y/Yt [24, 36, 59]. На рис. 4, а даны изолинии при плоском напряженном состоянии для идеально-пластичного металла (модуль упрочнения т — 0), на рис. 4, б для плоской деформации для такого же металла, на рис. 4, в для упрочняющего металла. В последних двух случаях, при большем стеснении пластической деформации, области равных пластических деформаций вытягиваются в направлении растягивающих напряжений основного поля, в то время как для плоского напряженного состояния и при отсутствии упрочнения эти области вытянуты в направлении продолжения трещины. [c.232]

Оказалось, что в определенной области изменения скоростей деформации и температуры некоторые металлы обнаруживают крайне развитую способность к высоким удлинениям. Некоторые материалы в довольно узкой температурной области обнаруживают заметное размягчение. Их сопротивление текучести уменьшается, тогда как скорость упрочнения остается низкой в то же время деформационный процесс является стабильным, т. е. наблюдается высокое сопротивление образованию шейки при растяжении. В результате можно получить удлинение в несколько сот процентов. [c.177]

Распространение фронта Людерса-Чернова на стадии циклической текучести связано с процессами интенсивного изменения дислокационной структуры в областях металла, где этот фронт уже прошел (происходят процессы деформационного упрочнения в локальных объемах металла). Это является особенностью процесса циклического деформирования по сравнению со статическим нагружением. Из-за длительности процесса усталости происходят также структурные изменения и в областях, где металл еще находится в области микротекучести. Эти изменения связаны с накоплением микропластической деформации в локальных объемах металла преимущественно в приповерхностных слоях, а также с процессами динамического деформационного старения (например, у углеродистых сталей). [c.81]

Исходя из экспериментальных данных, аналитическим и численным методом на ЭВМ методом конечных разностей были найдены зависимости мощности тепловых источников от времени. Анализ этих зависимостей показал, что при отсутствии относительного скольжения соединяемых поверхностей выделение тепла в начале сварки обусловлено процессом деформирования соприкасающихся микровыступов. Тепло выделяется в результате рассеяния энергии ультразвуковых деформаций, которые испытывает металл в сплошной области соединения. При этом ввиду упрочнения металла мощность источников тепла убывает со временем (рис. 20). [c.38]

Другим примером реализации дисклинационного механизма упрочнения является деформация рения. Этот металл с ГПУ решеткой известен аномально высоким коэффициентом упрочнения и деформирующим напряжением порядка а 1,5-10 МПа при еР л 0,1. Для данной ситуации была предложена модель [63,6] (рис. 4.11, в), в которой экспериментально наблюдаемые в прямом эксперименте дислокационные жгуты, вызывающие разориентацию прилегающих областей кристалла до 10°, представляются в виде сильно вытянутых клиновых дисклинационных петель (практически одноосных дисклинационных диполей). Рассчитывалось деформирующее напряжение для перемещения пробной краевой дислокации в системе таких петель [63] [c.133]

Таким образом, упрочнение металлов и сплавов при пластической деформации и при мартенситных превращениях обусловлено раздроблением зерна на микрообласти, разориентировкой микрообластей и образованием субмикроскопических областей блочной структуры внутри фрагментов. [c.39]

Упрочнение металла зависит преимущественно от возникновения и распространения дислокаций. Распространение дислокаций связано с дроблением монокристаллов на более мелкие моно-кристаллические области. Я. Н. Френкель отмечает, что больше упрочнение технических сплавов несомненно зависит от распада на взаимно блокирующие друг друга фазы в процессе пластической деформации. [c.42]

Таким образом, упрочнение металлов и сплавов в процессе холодной пластической деформации и в результате мартенситных превращений связано с раздроблением зерна на фрагменты и с образованием субмикроскопических областей внутри фрагментов. [c.43]

У монокристаллов о. ц. к. диаграммы деформации носят в общем тот же характер, что и у кристаллов г. ц. к. У тантала, железа, ниобия и других металлов наблюдаются три, хотя и не столь отчетливо выраженные, области упрочнения. Из-за развитого поперечного скольжения по плоскостям 110 и 211 (высокая [c.211]

Металлическая связь бывает весьма прочной металлам свойственна высокая твердость, высокая температура плавления и пр. Наряду с металлической связью может существовать и ковалентная или может иметь место превращение металлической связи в ковалентную. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по этим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалентной связью (алмаз). [c.10]

Так же, как и высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) сталей (см. гл. III), данный способ упрочнения основывается на сохранении в материале такого структурного состояния, которое возникло при пластической деформации в области высоких температур. Однако, в отличие от ВТМО, данный способ не связан с обязательным фазовым превращением (например, мартенситным в случае закаливающихся сталей) и может быть осуществлен на материалах, не претерпевающих фазового перехода при охлаждении (аустенитные стали, некоторые жаропрочные сплавы, чистые металлы и др.). Применяемое в этом случае для сохранения полученного структурного состояния быстрое охлаждение от высоких температур (закалка) предназначается для предотвращения развития рекристаллизации в наклепанном материале через зарождение и рост новых зерен [70], а не для фиксации полученной дислокационной структуры в новой фазе. [c.44]

Возвращаясь к низкотемпературной области (ГС 0,15—0,27 л) деформации, наиболее интересующей нас в связи с исследованием деформационного упрочнения и разрушения поликристаллических ОЦК-металлов, рассмотрим основные механизмы, объясняющие резкое повышение (см. рис. 2.8) прочностных свойств в этой области. [c.45]

Несмотря на то что процесс упрочнения в ОЦК- и ГЦК-кристаллах во многом очень похож, геометрия скольжения двух кристаллических решеток значительно различается. Поскольку в ОЦК-металлах в области низких температур особую роль играют винтовые дислокации и процессы поперечного скольжения, авторы [271] при обобщении полученных результатов предположили, что три стадии упрочнения монокристаллов с ОЦК-решеткой являются третьей стадией упрочнения для металлов с ГЦК-решеткой. Этот вывод подтверждается наложением кривых деформации в приведенных координатах t/G — е для ОЦК-металлов (Nb, Fe) во второй и третьей стадиях на третью стадию упрочнения ГЦК-металлов (N1, Си). [c.113]

Рассмотренные выше особенности деформационного упрочнения ОЦК-металлов и сплавов с пониженной энергией дефекта упаковки налагают отпечаток на эволюцию дислокационной структуры. В частности, на диаграмме структурных состояний ванадия (рис. 3.31) это отражается в изменении в широких пределах деформационных интервалов отдельных областей [341]. Диаграмма содержит пять областей, разделенных температурными зависимостями критических деформаций 1 — область крайне неоднородной дислокационной структуры, [c.150]

Описанные выше модели деформационного упрочнения основываются на каком-либо одном механизме накопления дислокаций. Кроме того, в каждой из них используются допущения, упрощающие сложную картину пластической деформации в реальных материалах. Сложность, многоуровневость и разнообразие процессов, сопровождающих деформационное упрочнение, затрудняют возможность создания общей физической теории упрочнения металлов и сплавов. При этом все оценки напряжения, необходимого для продвижения дислокаций через область, имеющую плотность дислокаций р, принимают вид формулы (3.1), а какой конкретный механизм из приведенных действует в том или ином случае, зависит от реальной дислокационной модели, структуры, типа материала и условий нагружения. [c.101]

При усталости металла напряжения для макрообьемов не превышают предела текучести. Однако в отдельных микрообъемах металла, в силу различных факторов, напряжения могут вызвать пластическую деформацию и упрочнение. При полном упрочнении металл в этих областях способен разрушаться с образованием начальных трещин усталости. Свойство металла сопротивляться усталостному разрушению называют выносливостью. Кривая выносливости (усталости), характеризующая способность [c.76]

Наибольшее силовое давление со стороны инструмента металл испытывает в направлении скорости резания, меньшую — в глубину заготовки. Соответственно, максимальное значение скорость дислокаций и пластической деформации обеспечивается в направлении скорости резания. Перемещаясь за время деформирования 10 —10 с от режущей кромки дислокации, определяют конфигурацию и размеры пластически деформированной зоны (см. рис. 31.1, а). В пластически деформируемой зоне условно выделяют следующие области область опережающего упрочнения обрабатьшаемого материала впереди режущего клина и область упрочнения ниже плоскости резания. [c.566]

Разность значений действующих напряжений в зоне стружкообразова-ния (см. рис. 31.1, о, ОМ) предопределяют неоднородность процессов деформации. Материал начинает пластически деформироваться на границе зоны ЬО. По мере приближения деформированного объема к режущей кромке деформация и упрочнение металла возрастают и полностью завершаются на границе зоны КМ деформацией сдвига в области максимальных касательных напряжений под углом ф к направлению движения резца. Движение дислокаций в поле напряжений при пластической деформации вызывает последовательный переход атомов в новое положение. В результате атомы приобретают кинетическую энергию и совершают колебания с большей амплитудой около нового положения равновесия. Таким образом, часть работы, затраченной на перемещение дислокаций, превращается в теплоту. В результате при обработке стали 45 температура металла в конце зоны деформации возрастает до 300 °С, не вызьшая его температурного разупрочнения. 566 [c.566]

При таком подходе можно считать, что при неустановившейся ползучести скорость деформационного упрочнения больше, чем скорость возврата, скорость деформации больше, чем скорость ползучести (у >Ys)> внутренние напряжения Т увеличиваются при увеличении времени и деформации. В отличие от этого установившаяся ползучесть является таким процессом, когда Т является постоянным. Действительно, как можно наблюдать в чистых металлах, в области неустановившейся ползучести деформация происходит путем скольжения внутри кристаллических зерен. В результате этого происходит релаксация локальной концентрации напряжений, возникающей вследствие взаимной интерференции полос скольжения, границ зерен или самих кристаллических зерен. Следовательно, происходит релаксация деформационного упрочнения. При этом кристаллические зерна разделяются полосами деформации или полосами сброса, происходит полигониза-ция, образуются субзерна. В области устаиовиви1ейся ползучести величина этих субзерен не изменяется, но изменяется относительное положение субзерен вследствие переползания или поперечного скольжения дислокаций, т. е. возврата. Эти факторы обусловливают деформацию ползучести [7]. [c.55]

Поверхность нагружения. Допустим, что тело деформируется пластически, и в какой-то его точке напряжения получили приращения Возникает вопрос — приведет ли это к нагружению, т. е. к дополнительной пластической деформации de / окружающей точку частицы, либо к упругой разгрузке Для ответа на этот вопрос рассмотрим поверхность нагружения S (рис. 80), которая в пространстве напряжений отделяет в данном (т. е. упрочненном) состоянии среды область упругого деформирования от области пластического деформирования. В начальном (не-упрочненном) состоянии поверхность нагружения совпадает с поверхностью текучести 2,. С увеличением пластической деформации, по мере развития упрочнения, поверхность нагружения расширяется и смещается. Расширение поверхности нагружения есть следствие упрочнения металла при пластической деформации. Смещение поверхности нагружения относительно начала координат (Ojj- = 0) есть следствие эффекта Баушингера после пластической деформации пределы текучести при растял<ении и сжатии различны (рис. 59, б). Поэтому форма и положение поверхности нагружения зависят не только от текущего напряженного состояния, но и от всего предшествующего процесса деформирования. Поверхность нагружения как и поверхность текучести является выпуклой (см. п. Х.1). [c.203]

Анализируя формулы (160) и (161), приходим к выводу, что изгибающий момент в области пластических деформаций (при гибке) достигает больших значений, чем в области упругих деформаций. Это происходит вследствие того, что пластический момент сопротивления 1 ласт = bs /4, в то время как при упругом изгибе момент сопротивления = fes /6, т. е. 11 пласт в 1,5 раза больше IFynpyr- Кроме того, здесь также влияет и фактор упрочнения металла по мере его деформации в холодном состоянии. [c.128]

К 1935—1945 гг. относятся исследования В.Прагерав области вязко-пластического течения материалов по установлению зависимости напряжений от деформаций в изотропных пластических телах и по упрочнению металла при сложном напряженном состоянии. [c.20]

В противоположность строго обратимым изменениям температуры, сопровождающим процессы деформирования упругих тел, существуют явления, связанные с необратимым деформированием, например с текучестью ковких металлов, когда происходит необратимое превращение в тепло механической работы, затрачиваемой на деформацию. Хорошо известно, что, когда образец вязкого металла быстрым растяжением выводится в пластическое состояние, он нагревается, особенно в области шейки. Точные калориметрические измерения выделяющегося при этом тепла впервые выполнил Хорт ). Хорт, Тэйлор, Фаррен и Квинни 2) показали, что механическая работа, совершаемая при растяжении образцов вязких металлов, не превращается полностью в тепло. Заметная часть этой работы (около 10% или несколько меньше для стержней из малоуглеродистой стали) переходит в скрытую упругую энергию, которая каким-то образом накапливается в испытавшем деформационное упрочнение металле (вероятно, в упруго изогнутых прослойках, содержащихся в пластически продеформированных кристаллических зернах). Раш ) путем увеличения последовательными ступенями растягивающей нагрузки, которая прикладывалась к стержням из малоуглеродистой стали, обладающей четко выраженным пределом текучести, и путем записи температуры этих стержней впервые обнаружил, что в упругом диапазоне температура падает, а в момент достижения предела текучести внезапно увеличивается. [c.18]

Таким образом, иаибольший вклад в скрытую энергию деформации дают дислокации с учетом различных видов энергии взаимодействия. Это позволяет при анализе деформации разрушения и упрочнения металлов считать основным вклад в скрытую энергию деформации от дислокаций по крайней мере в области температур, близких к комнатной, и при повышенных температурах ниже температуры рекристаллизации. [c.13]

Как известно, пластическая деформация сопровождается, с одной стороны, упрочнением металла, а с другой — разупрочнением. Двойственный характер пластической деформации может быть объяснен следующими причинами. При перемещении дислокации в плоскости скольжения и выходе ее на поверхность возникает ступенька, равная вектору Бюргерса Ь. Если в данной плоскости скольл<ения на поверхность выходит п дислокаций, то высота ступеньки равна пЬ. Пластическое деформирование, связанное с выходом дислокаций на поверхность (разрядка дислокаций), есть акт разупрочнения локальных областей металла, так как результирующим эффектом при этом является повреждение поверхности в виде ступеньки. Эти ступеньки могут считаться зародышами вязких трещин, развитие которых сопровождается локальной пластической деформацией. [c.26]

Для экспериментального изучения кинематики при обратном выдавливании исследовали характер течения в разрезных образцах (материал АД1 и сталь 20) для разных R. Данные эксперимента подтвердили ряд закономерностей, наблюдаемых другими исследователями. Так, характер течения не зависит от материала образцов. В начальной стадии обратного выдавливания наблюдается появление пластических деформаций вблизи острых кромок пуансона. По достижении определенной формы и размеров область пластических деформаций не претерпевает существенных изменений, пока толщина дна выдавливаемой поковки не будет соизмерима с высотой пластической области, расположенной под торцом пуансона. Некоторое увеличение высоты очага пластической деформации по мерс углубления пуансона можно объяснить упрочнением заготовки. Наибольшее упрочнение заготовки наблюдается вблизи острых кромок пуансона. Наличие неравномерного упрочнения (интенсивности деформации) приводит к за-труднител1>ному течению металла и, как следствие, вовлечению его новых слоев для пластического деформирования, напряжение текучести которых еще равно первоначальному (неупрочненно-му) состоянию. [c.52]

Как видйо на рис.7.6.3, с уменьшением относительной толщины мягкой прослойки X эффект контактного упрочнения усиливается, и при некотором ее значении обеспечивается возможность достижения прочности основного металла. Однако достижение столь полного упрочнения затрудняется тем, что схема напряженного состояния участков твердого металла вблизи прослойки оказывается значительно более мягкой по сравнению с трехосным растяжением мягкой прослойки, и они вступают в пластическую деформацию, в то время как вдали от прослойки металл работает еще упруго. Естественно, что такое смягчение металла в приконтактной области уменьшает сдерживание деформаций мягкой прослойки, ослабляя эффект упрочнения. В этом случае контактное упрочнение реализуется не полностью, и в выражение (7.6.2) приходится вводить коэффициент реализации контактного упрочнения Кр< 1 [c.238]

Наблюдения за поведением би- и поликристаллов гексагональных металлов показали, что их деформационное упрочнение определяется в основном наличием скольжения по небазисным плоскостям. При 77 К поликрис-сталлы цинка разрушаются совершенно хрупко, поликристалл магния — после деформации е 0,03-=-0,05, а поликристалл кадмия —при 8 0,15- 0,20. Даже при комнатной температуре поликристаллы цинка и магния выдерживают малую пластическую деформацию, в то время как монокристаллы кадмия разрушаются при е 0,35. Это происходит потому, что небазисное скольжение в магнии очень ограниченно и встречается только в призматических плоскостях. Несмотря на развитие двойникования, облегчающего пластическую деформацию вследствие переориентации отдельных областей в положение, удобное для скольжения, из-за хаотичности ориентировки общая деформация и пластичность поликристалла остаются малыми. В кадмии наблюдается существенное небазисное скольжение по пирамидальной системе 1122 <1123> и комбинация базисного и пирамидального скольжений удовлетворяет требованию пяти независимых систем скольжения. В результате у поликристаллического кадмия появляется заметная пластическая деформация до разрушения, при этом более высокая, чем у магния и цинка пластичность. [c.228]

Однако метод НТМО пригоден лишь для сталей с широкой зоной устойчивости аустенита. Распад аустенита во время деформирования стали при 500—350° в ряде случаев приводит к резкому снижению предела прочности. Поэтому, чтобы сохранить сталь в аустенитном состоянии, необходимо во время теплой деформации ((прокатка при температуре выше мартенситной точки Мн) производить промежуточные подогревы деформируемого металла. Если во время пластической деформации температура металла опустится ниже мартенситной точки, то в результате такой обработки образуются продукты отпуска повышенной хрупкости и при последующем испытании обработанной таким образом стали наблюдается преждевременный разрыв. При еще более низких температурах деформации аустенит будет распадаться с образованием смещанной бейнитно-мартенситной структуры, в результате чего уровень прочности должен сохраняться высоким но эта температурная область обработки относится уже к способу термомеханического упрочнения стали методом аусформинг , который будет рассмотрен ниже. [c.60]

Одной из основных целей написания данной монографии было желание найти взаимосвязь между указанными тремя этапами пределом текучести, деформационным упрочнением и разрушением — с помощью, например, одной общей независимой переменной — деформации. Другая цель заключалась в попытке дать достаточно подробный обзор работ по деформационному упрочнению в поликристаллически.х ОЦК-металлах. В данной области явно ощущается недостаток обобщающих работ по деформационному упрочнению, и это находится в противоречии хотя бы с тем, что по количеству работ, посвященных изучению деформационных структур и закопо-меорнстей разрушения, ОЦК-металлы существенно превосходят в последнее время все другие материалы. [c.3]

Как было показано выше, типичным механизмом разрушения однофазных ОЦК-металлов является механизм скачкообразного подрастания докритической трещины, который не наблюдается в дисперсно-упрочненных материалах. Основной причиной, объясняющей отсутствие этого механизма, наряду с легкостью развития межзеренного разрушения, является легкость зарождения пор. Поры, как уже указывалось ранее, образуются в результате разрушения хрупких частиц и их межфазных границ. Так, если в однофазном молибдене МТ образование пор начинается лишь при 20—30 % пластической деформации [387], когда в области шейки образуется ячеистая дислокационная структура, то в дисперсноупрочненных сплавах микротрещины, т. е. зародыши пор, образуются либо еще в области упругой деформации, либо уже при 3—5 % пластической деформации. [c.210]

Приведенные данные показывают, что представление о порядке включения различных областей металла в пластическую деформацию требует уточнения. В частности, до сих пор считалось, что в начальной стадии в пластическую деформацию вступают области, имеющие низкий предел текучести или наиболее благоприятно кристаллографически ориентированные для прохождения сдвиговых процессов. Затем в результате неоднородной деформации и локального упрочнения очаги пластической деформации перебрасываются на новые микрорайоны, обеспечивая переменную локализацию процесса и наиболее интенсивное развитие его то в одной, то в другой части деформированного объема. Результаты иссле- [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...