Структура металла и природа упрочнения при МТО

Структура металла и природа упрочнения при МТО [c.35]

При обработке металла давлением изменяется не только форма заготовки, но и происходит сложный физический процесс, влияющий на структуру металла, а следовательно, на его механические и физические свойства. Пластическая деформация металла происходит за счет внутрикристаллитных (внутризеренных) и межкристал-литных (межзеренных) сдвигов (рис. 105). Чем больше образуется сдвигов, т. е. чем больше пластическая деформация, тем больше упрочнение (наклеп) и тем большее усилие потребуется для дальнейшего деформирования металла. Пластическая деформация зависит от природы металла, температуры, скорости и степени деформации, поэтому различают горячую, неполную горячую и холодную обработку давлением. [c.197]

Другой не менее важный фактор, определяющий закономерности деформационного упрочнения и зависимости напряжения течения и пластичности чистых металлов от температуры и скорости деформации, — тип кристаллической структуры. О природе этого фактора высказываются разные точки зрения (теория специфического влияния примесей в решетках разного типа, представление о показателе ковалентной связи). Фактор кристаллической структуры и возможные представления о его роли в свойствах редких и других металлов подробно рассматриваются ниже. [c.5]

Согласно современным представлениям природа усталостного разрушения металла носит статистический (случайный) характер и связана с неизбежной неоднородностью его кристаллической структуры. Металл состоит из большого числа случайно ориентированных кристаллов и имеет различные дефекты внутреннего строения. Отдельные кристаллы имеют различные размеры и форму и анизотропны, т. е. обладают различной прочностью в разных направлениях. Поэтому при нагружении детали все кристаллы напряжены неодинаково, одни в большей, другие в меньшей степени. В силу случайных причин в наиболее неблагоприятно ориентированных кристаллах возникают пластические деформации. При однократном нагружении это приводит к некоторому местному перераспределению напряжений и не вызывает разрушения металла. При повторном нагружении в этих кристаллах появляется наклеп, т. е. они упрочняются (аналогичное явление упрочнения после текучести наблюдается и при испытаниях на растяжение образцов из различных пластических материалов). С каждым последующим циклом нагружения в таких кристаллах накапливаются необратимые механические повреждения, напряжения в них постепенно увеличиваются, и, когда способность какого-то кристалла к упрочнению исчерпывается, в нем появляется трещина. Трещина обычно возникает на поверхности детали в местах наибольших напряжений, а также в местах, имеющих дефекты внутреннего строения металла или обработки поверхности. По мере увеличения числа циклов нагружения трещина увеличивается в размерах, и, когда статическая прочность оставшейся неповрежденной части сечения (зона А — зона долома, см. рис. 14.4) становится недостаточной, происходит внезапное разрушение детали. Края развивающейся трещины в процессе циклического нагружения многократно трутся друг о друга. [c.341]

Можно полагать поэтому, что эффект ингибиторного упрочнения металлов тесно связан с изменением поверхностных свойств, изменениями, охватывающими как их химический и фазовый состав, так и структуру. Какова бы, однако, ни была природа этого эффекта, исследования, проведенные в связи с ним, позволяют сделать некоторые полезные выводы. [c.48]

Проблема упрочнения поверхности металлов и сплавов — комплексная, требующая учета термомеханики поверхностного слоя в рамках неравновесной термодинамики [528], а также мультифрактальной природы структуры сплавов [529, 530]. [c.328]

В качестве матрицы могут быть использованы металлы и их сплавы, органические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. Усиливающими, или армирующими, компонентами могут быть дисперсные частицы или волокна материалов различной природы. По виду арматуры вьщеляют две группы композиционных материалов дисперсно-упрочненные и волокнистые композиции. Они отличаются друг от друга структурой и механизмом создаваемой высокой прочности. [c.114]

Изложены современные представления о дислокационной структуре металлов и сплавов и об элементарных процессах их пластической деформации. Рассмотрены типы дислокаций в сверхструктурах. Приведена феноменологическая схема описания пластической деформации с учетом нескольких типов дислокационных превращений. Исследована физическая природа явления термического упрочнения упорядоченных сплавов. Описан эффект доменнограничного упрочнения в слоистых сверхструктурах. [c.51]

По результатам исследования износостойкости материалов в технической литературе имеется много публикаций. В большинстве из них содержатся сведения о конкретных материалах, изучаемых в конкретных условиях эксплуатации. Поэтому публикуемые данные, справедливые только для ограниченных обстоятельств, оказываются часто противоречивы. Одпи и те же сплавы, проявляющие высокую износостойкость в одних условиях, оказывают слабую сопротивляемость изнашиванию в других. Многочисленные публикации производственно-технического порядка по износостойкости отдельных конкретных изделий ещё требуют дальнейшего анализа и обобщений. Комплексное использование производственных и лабораторных методов изучения изнашивания, а также исследование изменений тонкой структуры металла в рабочем слое и аналитический расчет величины энергии, затрачиваемой на осуществление каждого из элементарных процессов в металле, составляющих акт изнашивания, помогут выявить те свойства сплава, которые в наибольшей мере контролирует его способность к сопротивлению разрушительной работы абразивов. Разработка модели изнашивания и количественная оценка каждого из явлений, предшествующих и сопровождающих разрушение поверхностного слоя металла, обусловливает более глубокое раскрытие природы сопротивления сплавов изнашиванию, позволит повысить эффективность упрочнения материалов для быстроизнашиваемых деталей и даст возможность полнее реализовать защитные силы металла и управлять его износостойкостью в заданных условиях эксплуатации. [c.4]

Использование технологий модификации первого поколения [165, 166 , основанных на однократном или многократном однотипном внешнем воздействии потоками тепла, массы, ионов и т.д., не всегда обеспечивает требуемые показатели износостойкости материалов при высоких температурах, контактных давлениях и действии агрессивных сред. Поэтому расширение области применения и эффективности методов модификации металлов и сплавов для их использования в экстремальных условиях эксплуатации связано с созданием комбинированных и комплексных способов упрочнения, сочетающих достоинства различных технологических приемов. Существует несколько базовых способов унрочнения, эффективность которых в сочетании с другими методами подтверждена производственной практикой [165, 166]. К таким методам относятся ионно-плазменное напыление, электроэрозионное упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, а также термическая обработка. Модификация структуры и свойств материалов при этом происходит за счет сочетания различных механизмов, отличающихся физико-химической природой. На этой основе разрабатываются H(3BE)ie варианты технологий второго поколения, вклю-чаюЕцие двойные, совмещенные и комбинированные нроцессы [166-169], в которых применяются потоки ионов, плазмы и лазерного излучения. К данному направлению относятся обработка нанесенных [c.261]

Проявлением устойчивости дефектов структуры является эффект наследственности, зависящий как от природы металла, так и от его истории (подробно о наследственности см. гл. V). Например, показано (Лариков), что скорость разупрочнения зависит от способа упрочнения металла железные сплавы упрочняли пластической деформацией, фазовым наклепом и облуч-ением до одинаковой исходной плотности дислокаций. Оказалось, что скорость разупрочнения сплавов после фазового наклепа на несколько порядков меньше, чем после пластической деформации. > [c.132]

В области температур, отвечающих сверхнластичности, т. е. вблизи 720 К, преобладающим фактором разупрочнения становитсн динамический возврат (динамическая рекристаллизация на месте ), а такн е динамическая рекристаллизация, обусловленная значительной подвижностью границ зерен. Перечисленные обстоятельства мешают накоплению дефектов, ответственных за упрочнение, не обеспечивают кинетических условий для возникновения неренапряже- ний и зарождения очагов разрушения. Кроме того, диффузионный массоперенос, необходимый для возникновения пор, еще недостаточно выражен, поэтому диффузия не может повреждать металл с необходимой скоростью. Образование и развитие нор на дефектах структуры в данной области температур чрезвычайно затруднены из-за достаточно большой скорости перемещения границ. Таким образом, наблюдающаяся при 720 К очень высокая пластичность — результат подавления процессов разрушения за счет интенсификации аккомодационных каналов различной природы и преобладания динамической активности структурных элементов (границ зерен и субзерен особенно) над конкурирующими процессами диффузионного порообразования. Согласно данной точке зрения, увеличение скорости перемещения элементов структуры (при сохранении диффузии на прежнем уровне) должно тормозить разрушение, а ослабление — способствовать ему за счет облегчения диффузионного порообразования, роста и слияния пор на элементах дефектной структуры. [c.73]

Кристаллическое строение и свойства упрочняющих фаз и прежде всего тугоплавких высокомодульных карбидов, нитридов, оксидов, боридов переходных металлов также обусловлены электронным строением их атомов и физической природой межатомных связей. Исключительно высокие характеристики прочности решетки этих соединений — экстремальные температуры плавления, теплоты образования, чрезвычайно высокие твердость и прочность — представляют прямое следствие образования сильных коротких.ковалентных связей металл — эле1у1ент внедрения, возникающих вследствие перекрытия остовных оболочек ионов. Металлические связи между соседними атомами, возникающие в металлической подрешетке, дополнительно укрепляют структуру таких соединений. Особо важную роль для дисперсионного упрочнения тугоплавких металлов V—VI групп играют карбиды, нитриды, оксиды и бо-риды металлов IV группы. [c.4]

Вопрос о механизме упрочнения аустенита при мартенситных у - а у превращениях до сих пор еще нельзя считать окончательно выясненным. Известно, что упрочнение металлов и сплавов при той или иной обработке зависит от плотности дислокаций, характера их распределения и состояния тонкой структуры кристаллической решетки - величины фрагментов и блоков, угла их разориентировки [22], Эти характеристики в известной мере связаны между собой, так как границы блоков и фрагментов имеют дислокационную природу. Чем вьш1е дисперсность и разориенташя элементов тонкой структуры, чем больше в них плотность дислокаций, тем сильнее сопротивление решетки пластической деформации, тем выше прочность. [c.14]

Исследование природы лшкротрещин неизменно подтверждает то положение, что распространение трещины всегда сопровождается процессом необратимых локальных пластических деформаций, Это указывает на то, что металл испытывает вплоть до достижения предельного состояния местное деформационное упрочнение. Указанное упрочнение является следствием концентрации дислокаций, а ие их преобразования. Накопление дислокаций приводит в общем случае к образованию более крупного острого дефекта, а не к образованию трещины. Ввиду этого оказывается недостаточным объяснение образования исходных трещин только благодаря накоплению дефектов структуры кристаллической решетки металла. [c.310]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...