Напряжения начала пластической деформации металлов

НАПРЯЖЕНИЯ НАЧАЛА ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ [c.50]

Для всех типов кривых упрочнения металлов (рис. 9) общими параметрами являются предел текучести а , соответствующий напряжению начала пластической деформации материала скорость или коэффициент деформационного упрочнения d r/de временное сопротивление разрыву или предел прочности Од, соответствующий максимальной нагрузке, по достижении которой наблюдается отрицательное [c.55]

Начало пластической деформации соответствует наступлению некоторого критического состояния металла, которое можно обнаружить не только по остаточным деформациям, но и по другим признакам. При пластической деформации повышается температура образца у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства на полированной поверхности образцов, особенно плоских, заметно потускнение, являющееся результатом появления густой сетки линий, носящих название линий Чернова (линий Людерса). Последние наклонены к оси образца приблизительно под углом 45 (рис. 101, а) и представляют собой микроскопические неровности, возникающие вследствие сдвигов в тех плоскостях кристаллов, где действуют наибольшие касательные напряжения. В результате сдвигов по наклонным плоскостям образец получает остаточные деформации. Механизм образования их упрощенно показан на рис. 101, 6. [c.93]

Зависимость (2.21), в которой и Ку — константы, за достаточно короткое время нашла свое экспериментальное подтверждение на абсолютном большинстве поликристаллических металлов и сплавов. Поэтому эТу зависимость пытались неоднократно объяснить с помощью различных теоретических моделей. Среди таких моделей наибольшее распространение получили теория, связывающая концентрацию напряжений в вершинах индивидуальных полос скольжения с размером зерна [26, 98, 99, 102] модель деформационного упрочнения, согласно которой плотность дислокаций, необходимая для пластической деформации металла, изменяется обратно пропорционально размеру зерна [63] модель начала пластического течения, исходящая из действия зернограничных источников и их определяющей роли в процессе передач , скольжения от зерна к зерну [54, 102]. [c.49]

Определение механических напряжений в микрообъемах металла с помощью электрохимических исследований по методике, изложенной в гл. II, позволило нам [104] установить смещение электродного потенциала а отрицательную сторону при деформации армко-железа и стали 20. Закономерность эта справедлива только для зоны упругой деформации металла. После достижения предела текучести металла линейность изменения потенциала нарушается. Чувствительность электродного потенциала к изменению состояния поверхности металла, в том числе вызванного появлением первых признаков его пластической деформации в микрообъемах, очень высокая. Стандартные механические испытания на растяжение образцов часто не позволяют точно зафиксировать начало пластической деформации, как это можно сделать с помощью измерения электродного потенциала. [c.52]

Соотношение Петча-Холла не учитывает влияния предварительной пластической деформации, т. е. деформационного упрочнения, на значение напряжений начала пластического течения. Кроме того, как известно, значение предела текучести металла существенно зависит от температуры, тогда как размер зерна предварительно отожженного и не имеющего фазовых превращений металла остается неизменным. Тем не менее, соотношение Петча-Холла работоспособно, но только для недеформи-рованного металла при постоянной температуре в обозримом диапазоне размеров зерна (от 10 до 10" м). [c.9]

Принято считать, что величина деформационного упрочнения связана с изменением общей плотности дислокаций в металле во время пластической деформации величиной е. В литературе приводится большое число соотношений между прочностью металла, т.е. напряжением, при котором начинается пластическая деформация, и плотностью дислокаций. Как уже указывалось, все они сводятся в основном к виду о = Оо+ СЬд/р, где а - напряжения начала пластического течения С - модуль сдвига Ь - вектор Бюргерса дислокации Оо напряжения, учитывающие вклад других факторов. [c.46]

В предыдущих разделах нами была установлена взаимосвязь между структурной энтропией, характеризующей структуру металла на всех масштабных уровнях, и напряжением начала пластического течения а е) как в отожженном, так и в деформированном состояниях. Таким образом, на зависимости истинных напряжений от истинных деформаций а(е) осталось объяснить присутствие всего одной точки, а именно - точки, определяющей момент разрушения металла. [c.73]

Много это или мало Следует сравнить число с экспериментальными данными. Их получают, производя испытания металлов на растяжение. Схема опыта указана на рис. 80. Надо лишь приложить минимальную силу, достаточную для начала пластической деформации, и рассчитать по простой формуле критическое напряжение. Сдвиг в различных решетках происходит по определенным плоскостям (например, в ГПУ решетке —это плоскость шестиугольного основания), и для точного расчета угла а необходимо проводить опыт с монокристаллом металла, определив методом Лауэ его ориентировку. Однако это уже нюансы экспериментальной техники, а в результате значения критического напряжения оказываются около 100 г /мм т. е. на три с лишним порядка меньше, чем предсказывает теория [c.152]

В течение процесса пластической деформации металла в кристаллической решетке его зерен под действием приложенного напряжения перемещаются не только старые дислокации, существовавшие в металле до начала деформации. Под действием этого напряжения, которое по мере развития пластической деформации возрастает, в решетке возникает огромное количество новых дислокаций, создаваемых источниками Франка—Рида. Новые дислокации, возникнув, [c.16]

Наиболее интенсивно снижается прочность при наличии в металле концентраторов напряжений (рис. 1.17, точка кн). В этом случае металл разрушается во время упругой деформации задолго до начала пластической деформации. [c.22]

При одноосном (линейном) сжатии или растяжении (см. рис. 15.5, а) состояние текучести (начало пластической деформации) наступает, когда напряжение а достигает некоторой вполне определенной для данного металла величины называемой пределом текучести. Эта величина, количественно определяющая сопротивление металла деформированию, является характеристикой материала и зависит от температуры, степени и скорости деформации, т. е. от условий деформирования. Для большинства применяемых в машиностроении металлов и сплавов предел текучести определяют экспериментально на испытательных машинах путем растяжения образцов при соответствующих температурах. [c.288]

Можно предполагать, что при трении металлов с другим типом решетки, в частности кубической, сила трения больше для металлов с меньшим параметром решетки. Это связано с тем, что при уменьшении параметра решетки напряжение т, необходимое для начала пластической деформации, увеличивается, вызывая тем самым увеличение коэффициента трения [c.40]

Остаточные напряжения могут вызвать как усиление адгезионных связей, так и их разрушение. Для оценки соотношения между процессами усиления и разрушения адгезионных связей необходимо знать величину, при которой начинается пластическая деформация, ведущая к разрушению адгезионного взаимодействия. После снятия нагрузки могут образоваться остаточные упругие напряжения, которые вызывают деформацию металла в зоне контакта и могут привести к растрескиванию металла, что может снизить упругие напряжения, вызванные внешним давлением. Когда к мол енту достижения предела текучести вероятность возникновения внутренних напряжений велика, то мон<ет начаться пластическая деформация и разрушение адгезионного взаимодействия. [c.228]

На основании опытных данных Треска (1864 г.) установил, что для начала пластической деформации максимальное касательное напряжение должно достигнуть определенной, постоянной для данного металла величины. [c.76]

Физический смысл предела пропорциональности любого материала настолько очевиден, что не требует специального обсуждения. Действительно, ащ для моно-й. поликристалла, гомогенного металла и гетерофазного сплава — это всегда максимальное напряжение, до которого при растяжении со(блюдается закон Гука и макропластическая деформация не наблюдается. Следует, однако, помнить, что до достижения Опц в отдельных зернах поликристаллического образца (при их благоприятной ориентировке, наличии концентраторов напряжений) может начаться пластическая деформация, которая, однако, не приведет к удлинению всего образца, пока деформацией не окажется охваченным большинство зерен. Самым начальным стадиям этого макро-удлинения образца соответствует предел упругости. Для благоприятно ориентированного монокристалла он должен быть близок к критическому скалывающему напряжению, конечно, после перевода касательного напряжения в эквивалентное ему нормальное по формуле (43). Естественно, что при разных кристаллографических ориентировках монокристалла предел упругости будет различен. У достаточно мелкозернистого поликристалла в отсутствие текстуры предел упругости изотропен — одинаков во всех направлениях. [c.142]

Для создания условий, необходимых для начала пластической деформации при различных схемах напряженного состояния, требуется приложить к металлу различные по величине главные нормальные напряжения 03. Теория предельного состояния устанавливает зависимость между пределом текучести и напряжениями, возникающими в металле, при его пластической деформации. [c.360]

Группа I. Пластическая деформация металла происходит в условиях гидростатического сжатия, при котором с самого начала обработки давлением металл подвергается воздействию всестороннего сжатия с высокими главными сжимающими напряжениями, а растягивающие деформации и напряжения крайне малы. При этом с увеличением противодавления доля растягивающих деформаций и напряжений резко уменьшается, а технологическая пластичность деформируемого металла возрастает. Напряженное состояние соответствует неравномерному всестороннему сжатию, а деформированное состояние разноименной схеме с двумя деформациями сжатия и одной — растяжения. [c.58]

Сопротивление металла деформированию может характеризоваться напряжениями, определяемыми, для некоторых фиксированных моментов деформирования начала пластической деформации — предел текучести [c.11]

Многочисленные исследования показали, что сдвигающее (касательное) напряжение, необходимое для начала пластической деформации скольжением для данного металла, при данной температуре и скорости деформации есть величина постоянная, не [c.17]

Дислокации движутся с определенными скоростями, величина которых для данного металла существенно зависит от величины действующих напряжений и температурных условий. Ф. Зейтц [27] приводит данные, по которым при скорости деформации 1-10 eк для монокристаллов чистых металлов сдвигающее напряжение, необходимое для начала пластической деформации, составляет десятые доли килограмма иа 1 мм , и отмечает, что при меньших скоростях деформации в металлах наблюдается ма- [c.28]

При контактной сварке пластическая деформация металла является вторым основным процессом образования соединения. Деформация возникает под действием усилия электродов и за счет напряжений в связи с несвободным тепловым расширением металла зоны сварки. Величина напряжения и степень деформации неодинаковы в различных точках зоны сварки (рис. 16,а). Например, наибольшее напряжение в направлении оси электродов Ог наблюдается в центральной зоне в радиальном направлении о, наибольшее, начиная с середины контакта. Напряжения, необходимые для начала пластической деформации в [c.20]

Подобные выкладки справедливы и в том случае, если считать, что энергия расходуется не только на создание поверхностного натяжения, но и на пластическую деформацию металла у концов трещины. Это формально не изменяет ход рассуждения. Таким образом, при испытании образца в виде пластины с трещиной достаточно зарегистрировать значение напряжения в момент начала движения трещины, чтобы вычислить затем по формуле (3.49) характеристику металла 0 . Для оценки свойств металла используют также критический коэффициент интенсивности напряжений /Сс — силовую характеристику, связанную с полем напряжений у конца трещины [c.122]

Эффект Баушингера наблюдается в моно- и поликристаллах, причем величина деформации Баушингера eg в монокристаллах больше, чем в поликристаллах. Поэтому эффект Баушингера не может быть объяснен влиянием остаточных напряжений, остающихся в металле после снятия напряжений, хотя, несомненно, этот эффект играет определенную роль и в поликристаллах. Однако объяснение этого эффекта только одной этой причиной не является правомерным, поскольку деформация Баушингера может в несколько раз превосходить деформацию начала пластического течения. [c.234]

В третьей главе приведен обзор по деформационному упрочнению поликристал-лических ОЦК-металлов. Логическим центром данной главы и, может быть, всей книги является раздел о структурном обосновании перестройки кривых нагружения в координатах 5 — V"е (истинное напряжение— истинная деформация в степени 0,5), которая представляет эффективный метод исследования закономерностей деформационного упрочнения в зависимости от самых различных внутренних и внешних факторов. Именно данный метод позволил связать воедино все этапы пластической деформации, выстроив в одну цепочку предел упругости, критические деформации начала и конца образования ячеистой дислокационной структуры, ее начальный размер и закон дальнейшего изменения. В конечном счете, даже условие перехода к разрушению (пластическому) также определяется коэффициентом деформационного упрочнения. [c.4]

Характерное для ОЦК-металлов повышение предела текучести в области низких температур приводит во многих случаях к включению дополнительного механизма пластической деформации — механического двойникования [5, 17, 111]. Обязательным условием начала двойникования является, как известно [111, 22], наличие определенного уровня концентраций напряжений. Такие концентрации напряжений возникают под нагрузкой на отдельных элементах структуры материала (включения, стыки трех зерен и т. д.) или могут быть обусловлены геометрической формой испытываемых образцов (галтели). Кроме того, концентрации напряжений могут возникать у вершин плоских скоплений возле границ зерен [26, 103]. [c.56]

Увеличение температуры испытания до 600° С вносит некоторые изменения в тип образующегося деформационного микрорельефа (рис. 131, е). В этом случае при сохранении хрупкого характера разрушения белых фаз возникает зона интенсивной пластической деформации в обезуглероженной слое основного металла. В сильно деформированных зернах материала плакирующего слоя наблюдаются следы скольжения, а в стали СтЗ деформационные процессы локализуются преимущественно по границам зерен. Микрорельеф, который появляется при растяжении в интервале температур 700— 900° С (рис. 131, ж), характеризуется сосуществованием различных признаков высокотемпературной деформации, к которым прежде всего следует отнести начало развития рекристаллизации под напряжением в плакирующем слое, интенсивную миграцию границ и возникновение новых зерен в стали СтЗ. Кроме того, в образовавшейся обезуглероженной зоне стали СтЗ видны меж-кристаллические трещины. Для данного типа микрорельефа специфическими являются также процессы смещения частиц белых фаз относительно матрицы. [c.233]

Исследование холодных трещин показало, что они состоят из очага разрушения и участка развития. Очаг разрушения предположительно возникает из-за упругого разрыва атомных связей при достижении местными напряжениями теоретической прочности металла и соответствующего структурного состояния металла, характеризующегося избытком дислокаций, вызванных закалкой при охлаждении металла или холодной пластической деформацией. Под влиянием напряжений дислокации мигрируют к границам, скапливаются там, давая начало очагу разрушения. [c.505]

С момента внедрения режущих кромок пуансона и матрицы в тело заготовки (начало пластического сдвига) деформация локализуется в объеме металла, находящегося между режущими кромками пуансона и матрицы. При этом образуются зоны П и III очага деформации. Интенсивность напряжений и деформации в зоне III меньше, чем в зоне II, поэтому и металл там упрочняется в меньшей мере. [c.21]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Вторая стадия — развитие пластической деформации вблизи режущих кромок пуансона и матрицы создается концентрация напряжений, которая вызывает течение металла и образование зоны смятия. Это местное смятие будет развиваться до тех пор, пока по всей толщине металла не возникнут напряжения, достаточные для возникновения линий скольжения, которые, в свою очередь, образуют узкую пластическую зону в виде параллелепипеда (при отрезке) или объемное кольцо (при вырубке круглых деталей). В результате этих явлений развивается деформация сдвига, сопровождаемая изгибом и растяжением волокон, особенно при большом зазоре (свыше 20% для материалов толщиной до 10 мм), вплоть до начала образования скалывающих трещин. [c.47]

Чистовая вырубка со сжатием (или с поперечной осадкой) является наиболее совершенным способом получения деталей с гладкой и хорошей поверхностью среза. При этом способе удельное усилие, передаваемое прижимным кольцом на заготовку, должно быть не менее предела текучести 0 штампуемого металла. Для локализации сжимаемых напряжений в очаге деформации на прижимном кольце делают клиновидные ребра для чистовой вырубки материалов s до 3—4 мм, а для более толстых материалов аналогичные ребра делают также и на матрице, профиль которых показан на рис. 34. При таком высоком давлении, которое создается со стороны прижимного кольца, в очаге деформации заготовки возникает объемное-напряженное состояние (неравномерное сжатие), повышающее пластические свойства металла, благодаря чему степень деформации до момента начала разрушения металла повышается, а следовательно, увеличивается и высота блестящего пояска, характеризующая шероховатость боковой поверхности отделяемой части металла. [c.87]

Структурная энтропия А5стр характеризует все масштабные уровни структуры металла. Между значением структурной энтропии и значением напряжений начала пластической деформации существует соотношение [c.305]

Первая из них, или начальная, связана [68, 356] с задержкой начала пластической деформации в ОЦК-металлах и локальным ее цротеканием, что обусловлено недостаточным количеством свободных дислокаций и низкой скоростью их размножения при малых напряжениях. В результате на кривой нагружения часто наблюдаются зуб и площадка текучести или только площадка текучести. [c.154]

Если принять, что в плоскости начала пластической деформации давление равно пределу текучести металла, т. е. рщах = то из выражения (250) можно найти толщину слоя смазки о- При волочении с противонатяжением следует принимать Ртах = (Тт — Ро> где — растягивающее напряжение на входе в пластическую зону. [c.166]

При этом необходимо отметить сильное уменьшение размеров зоны контактных деформаций F0 для инструмента с покрытием,, а также заметное сужение размеров зоны главных деформаций OLM (рис. 43). Линия 0L, характеризующая начало пластических деформаций (геометрическое место точек действия максимальных напряжений, соответствующих пределу текучести неупрочепного металла заготовки), значительно смещается в сторону передней [c.95]

Пластическая деформация металла поверхностного слоя, происходящая в процессе износа, приводит к созданию в нем новых остаточных напряжений, величина и знак которых определяются только условиями износа. При этом величина и знак напряжений отличаются от величины и знака тех остаточных иапрялсе-ний, которые были в деталях до начала износа. [c.276]

Характер кривых изменения механических свойств малоуглеродистой стали при дрессировке может быть объяснен с помощью современной теории дислокаций. Так, при растяжении образцов, вырезанных из отожженной малоуглеродистой стали, для начала пластической деформации необходим отрыв дислокаций от так называемых облаков Коттрелла по всей толщине полосы. В этом случае напряжения по сечению образца соответствуют пределу текучести металла с отожженной структурой. [c.108]

Технология диффузионной сварки стеклометаллических соединений. При разработке технологии диффузионной сварки конкретных материалов оптимальные параметры режима определяются опытным путем. Типичная кривая изменения вязкости стекол при нагревании показана на рис. 1, где заштрихованная область определяет температуру диффузионной сварки. При разработке технологии диффузионной сварки на примере стекла ЛК-4 было экспериментально установлено, что при температуре 823 К стекло начинает деформироваться под действием сжимающих напряжений, превышающих 5 МПа, в то время как при более низкой температуре, равной 773 К, критическое напряжение сжатия возрастает до 14,5 МПа. Для стекла марки К-8 область на зла деформации стекла под нагрузкой смещена в сторону более высоких температур и находится между 853 и 893 К. Поэтохму для определения температуры сварки конкретного стекла со стеклом или металлом необходимо знать температуру начала пластической деформации под действием сжимающей нагрузки. При этом удельная сжимающая нагрузка должна обеспечивать протекание необходимой микропластической деформации в зоне соединения, по крайней мере достаточной для образования полного контакта соединяемых поверхностей. Практика подтверждает, что при правильно выбранной температуре сварки величина сжимающей нагрузки составляет 2— 8 МПа, тогда при изотермической выдержке 20—40 мин происходит достаточная микропластическая дефор.мация соединяемых поверхностей для обеспечения контакта по всей соединяемой поверхности. [c.222]

Интенсивность микропластической деформации на этой стадии циклического деформирования в приповерхностных слоях металла выше, чем во внутренних объемах. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа с использованием послойного удаления металла и сравнения плотности дислокаций в объеме и в приповерхностных слоях металла. Причина такого поведения связана с рядом факторюв особенностью закрепления приповерхностных источников дислокаций (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме наличием в поверхностном слое более грубой, чем в объеме, дислокационной сетки Франка (в этом случае для генерирования дислокаций требуется меньшее напряжение) наличием поверхностных коицен-граторов напряжений различием скоростей движения дислокаций у поверхности и внутри металлов и т.д. Есть данные, что стадия циклической микро-текучести может не наблюдаться при испытаниях на усталость с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл. [c.24]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...