Механическое поведение и деформационное упрочнение

Механическое поведение и деформационное упрочнение [c.184]

Механические свойства металлов с ГПУ-решеткой определяются отношением кристаллографических параметров с а, а также содержанием примесей и обычно являются средними между характеристиками металлов с ГЦК- и ОЦК-решетками. Например, у титана предел текучести и интенсивность деформационного упрочнения с понижением температуры возрастают, так что отношение пределов прочности и текучести либо сохраняется постоянным, либо даже возрастает при низких температурах. Особенно наглядным можно считать поведение при низких температурах циркония [29], пластичность которого при низких температурах существенно увеличивается (с 12 до 40 %) за счет протекания механического двойникования, стимулирующего работу призматических и пирамидальных систем скольжения [18]. [c.18]

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]

Следовательно, если для области конечных деформаций главные направления деформации не поворачиваются, то минимальная величина механической работы затрачивается при деформировании идеально пластичной среды от недеформированного состояния до некоторого конечного состояния деформации 81, 82, 8з по кратчайшей последовательности, отвечающей нестесненному течению, посредством которой это конечное состояние может быть достигнуто, т. е. посредством деформирования среды при постоянных отношениях деформаций 82/81 и 83/81. Добавим, что этот вывод можно отнести также и к деформационно-упроч-няющемуся металлу, поведение которого описывается монотонно возрастающей функцией деформационного упрочнения общего вида То = /(уо). [c.112]

Изменение свойств при статическом растяжении в процессе деформационного старения исследовано наиболее детально. В том случае, когда направление предварительной и окончательной (после старения) деформации совпадает, удается удовлетворительно связать изменение определенных свойств со стадиями, в том числе ранними, деформационного старения. На одном и том же образце возможно получить разнообразные свойства, характеризующие сопротивление различным деформациям, процесс упрочнения при деформации, сопротивление разрушению, а также косвенные сведения о поведении дислокаций. Эти свойства часто хорошо коррелируют с другими, в том числе эксплуатационными. Поэтому испытание на статическое растяжение (с записью технической и получением истинной диаграмм растяжения) использовано в преобладающем числе работ, исследующих изменение механических свойств при деформационном старении, а также причины этого изменения. [c.50]

Особое место среди указанных параметров занимает предел упругости Оу, который, как следует из схемы на рис. 3.33, является исходной точкой процесса деформационного упрочнения, т. е. фактически пороговым напряжением начала макродеформацин. Очевидно, что в этой интерпретации величина (Ту является одной из наиболее физически обоснованных прочностных характеристик среди тех, которые определяются в механических испытаниях и используются для описания механического поведения металлических материалов. Истинность величины Оу подтверждается в ряде случаев (при отсутствии начальных стадий) возможностью определения этой величины непосредственно из перестроенных в координатах 5 — кривых нагружения (рис. 3.18, а и б). [c.155]

Полученные результаты важны для понимания природы деформационного упрочнения при больших деформациях (стадия IV), обнаруженных для многих материалов. Так, некоторые одинаковые черты наблюдаются в деформационном поведении наноструктурной Си и обычной Си на стадии IV. Среди них высокое напряжение течения, отсутствие деформационного упрочнения и низкая скоростная чувствительность [217]. Кроме того, в работах [И, 217] при больших деформациях крупнокристаллических материалов также сообщалось о формировании отдельных большеугловых границ зерен. На стадии IV интенсивно исследовалось механическое поведение многих металлических материалов, однако изучению структуры формирующихся границ уделялось мало внимания. [c.194]

Особенности анодного электрохимического поведения нержавеющей стали обусловлены различным значением химического потенциала металла на разных стадиях деформации, которые определяются дислокационной, субструктурой, формируемой в процессе деформации и вызывающей деформационное упрочнение. Поскольку напряжение пластического течения металла является величиной доступной для простых измерений, установленная связь электрохимических свойств стали с сопротивлением деформации позволяет в некоторой мере оценивать механохими-ческую коррозию по физико-механическим свойствам стали. [c.86]

Механохимическое поведение меди изучали в ряде работ. Так, была предпринята попытка [82 ] объяснить влияние механической деформации медного электрода на его анодную и катодную поляризацию в водном растворе USO4 с позиций теории перенапряжения кристаллизации при условии, что лимитирующей стадией реакций является поверхностная диффузия ад-ионов, параметры которой зависят от расстояния между ступеньками роста, т. е. от плотности дислокаций. С учетом того, что плотность дислокаций линейно связана со степенью пластической деформации, получена прямая пропорциональная зависимость скорости реакции от корня квадратного из степени деформации. Эта зависимость приближенно соответствует результатам опытов и несколько нарушается при больших деформациях. К сожалению, в этой работе не измеряли величину механического напряжения, а поскольку в случае меди деформационное упрочнение может подчиняться параболическому закону [45], можно объяснить результаты опытов [82] без привлечения теории замедленной стадии поверхностной диффузии. [c.92]

В настоящее время громадный интерес представляет количественное прогнозирование механического поведения,. или уравнение состояния в условиях циклического нагружения. Это огромная самостоятельная область, и здесь о ней следует хотя бы упомянуть. Уравнения (модели) состояния позволяют прогнозировать связь между напряжением и скоростью деформации на основе данных об интенсивности деформационного упрочнения, конкурентных ему процессах возврата и об их влиянии на состояние материала, формирующееся при циклическом нагружении. Эти процессы воспроизводят зависимость свойств материала от температуры, а само состояние материала отражает его собственную деформационную предысторию. Пытаются также учитывать дополнительные сложности, например, многоосные напряженные состояния, анизотропию свойств (как у монокристаллов) и другие ориентационные особенности, присущие суперсплавам, — активизацию октаэдрического и кубического скольжения, механическую анизотропию при знакопеременном (растя-жение-сжатие) нагружении. В значительной мере разработку этих моделей вели для решения проблем ядерной промышленности [21]. Развитие моделей, нацеленных на нужды изготовителей газотурбинных двигателей, было поддержано NASA [22, 23]. [c.346]

Сплошная среда, для которой наблюдается значимое изменение Т в некотором интервале изменения интенсивности сдвиговых скоростей деформаций Н (вязкое упрочнение) называется вязко-пластичной средой (рис. 43, а). В общем случае реальные металлы обладают деформационным и вязким упрочнением. Поведение таких металлов можно аппроксимировать поведением их моделей. Так, на рис. 42, б показана ахшроксимация кривой (рис. 42, а) при помощи двух линейных участков. Участок АВ соответствует приближенному описанию упругого поведения среды, а участок ВС - пластического. Рядом с диаграммой показана схема ее механического аналога. В схеме растяжению двух пружин до перемещения тела массой т соответствует упругий участок диаграммы, а растяжению верхней пружины - пластический участок. Если участок ВС горизонтален (рис. 42, в), то диаграмма соответствует модели материала, назьшаемой идеальной упруго-птстинной <ред<Л. [c.154]

Предложено несколько методов оценки механических свойств аморфных сплавов. Применительно к ленточным образцам широкое распространение получили испытания на одноосное растяжение, поскольку они дают обширную информацию о механических характеристиках. На рис. 12 приведена типичная кривая напряжение-деформация, характеризующая основные закономерности механического поведения аморфных сплавов высокие значения пределов упругости и текучести, отсутствие деформационного упрочнения и невысокое, но ненулевое значение макроскопической деформации до разрушения. Тем не менее испытания ленточных аморфных сплавов на растяжение имеют ряд существенных недостатков, часть из которых принципиально неустранима. Энергия, высвобождающаяся при пластической деформации, меньше упругой энергии, сосредоточенной в испытательной машине обычного типа. Это приводит к катастрофическому разрушению в процессе одноосного растяжения. Степень катастрофического течения зависит от запаса упругой энергии в деформирующей системе и пропорциональна величине (mjky , где т VL k — соответственно эффективная масса и жесткость испытательной машины. Более Пассивная нагружающая система, хотя и увеличивает продолжительность нестабильного течения, но делает его начало более затруднительным. [c.170]

Аналогичные факты наблюдалн и на других СП материалах [19]. Вместе с тем тщательные исследования механического поведения на начальной стадии СПД показали [181], что здесь происходит не только деформационное упрочнение, но существует и значительная нелинейная упругость. Эта неупругость проявляется в. образовании линейного участка на кривой а—е после кратковременной остановки и последующей деформации, причем по наклону участка можно судить о величине модуля нелинейной упругости Ес. Оказалось, что величина этого модуля возрастает при повышении скорости деформации, а его значение близко к величине зернограничного модуля. Так, для сплава Sn- 5 % Bi значения с равны [c.98]

Таким образом, анализируя рассмотренные выше экспериментальные данные по малоцикловому деформированию при мягком режиме нагружения с временными выдержками на экстремумах нагрузки (см. рис. 4.8—4.10), можно видеть, что как температура испытаний, так и форма цикла накладывают свои особенности на кинетику деформаций в этих условиях. В общем случае для комнатной и умеренных температур кинетика ширины петли пластического гистерезиса и односторонне накопленной в циклах деформации ё > описывается зависимостями (2.10) и (2.18). Причем для циклически упрочняющихся материалов в двойных логарифмических координатах, что соответствует степенному виду кинетической функции, они представляют собой прямые ниспадающие линии (рис. 2.3, в), а для циклически разупрочняющихся материалов в полулогарифмических координатах — прямые восходящие линии (рис. 2.3, а), отвечающие экспоненциальному виду этих зависимостей. Как показывают приведенные выше экспериментальные данные для высоких температур и сложной формы цикла нагружения, в этих условиях наблюдается более сложный характер поведения деформационных характеристик. Так, уже при 450 С сталь Х18Н10Т обнаруживает в исходных циклах некоторое упрочнение, переходящее затем на основной стадии процесса деформирования в циклическое разупрочнение, причем это характерно как для нагружения с треугольной, так и с трапецеидальной формами цикла. Если при t = 450° С степень разупрочнения еще невелика, то с повышением температуры до 650° С, когда начинается интенсивное проявление в материале температурно-временных эффектов, кинетика деформаций становится ярко выраженной и в существенной степени зависящей от времени, формы цикла и уровня нагружения. Указанные обстоятельства не учитываются зависимостями (2.10), (2.18) и для их описания было предложено [13] связать параметры этих уравнений с механическими свойствами материалов, а последние рассматривать зависящими от температуры и времени нагружения. [c.79]

Свойство конструкционных материалов упрочняться при пластическом деформировании часто используется на практике для повышения их механических характеристик (механическое упрочнение) и несущей способности конструкций (например, автофретирование). Материал подвергается упрочнению в процессе технологических операций — гибки, ковки, штамповки, которые приводят к деформационной анизотропии материала, оказывающей заметное влияние на его последующее поведение под нагрузкой. В связи с этим актуальное значение приобретают экспериментальные исследования предыстории нагружения на процессы деформирования при разных видах напряженного состояния, а также опытное определение предельных состояний при различных величинах допуска на пластическую деформацию. [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...