Механизм пластического деформирования

Хрупкие материалы при разрушении имеют незначительную остаточную деформацию, и характер разрушения определяется разрывом образца по некоторому поперечному сечению с шероховатой поверхностью разрыва. Пластичные материалы при деформировании имеют большую остаточную деформацию. В этом случае разрушению предшествует интенсивное скольжение по плоскостям наибольших касательных напряжений, которые, как установлено в 3.2, составляют угол л/4 с осью растяжения. На образцах с достаточно гладкой поверхностью четко видны линии скольжения, составляюш,ие угол л/4 с осью растяжения (линии Чернова). По этим плоскостям движутся дислокации, и механизм пластического деформирования может быть представлен как проскальзывание и поворот в направлении сближения с осью растяжения тонких дисков, показанных на рис. 7.22. Такие проскальзывания происходят по всем плоскостям, составляющ,им угол л/4 с осью. В результате поворота этих дисков в процесс проскальзывания включаются другие плоскости образца, которые ранее составляли угол, отличный от л/4, и в которых было до этого менее интенсивное проскальзывание. [c.140]

Малые упругопластические деформации. Наиболее простой и исторически первый путь построения физических соотношений для малых упругопластических деформаций состоит в следующем. Экспериментами установлено, что изменение объема и в области пластического деформирования строго следует закону упругости, т. е. соотношению (8.4). В то же время механизм пластического деформирования связан со скольжением одних частей материала по другим по так называемым плоскостям скольжения (линии Чернова— Людерса) и, следовательно, пластическая деформация представляет собой процесс необратимого изменения формы. [c.155]

В отличие от первых двух критериев прочности, применимых к хрупким материалам, критерий по наибольшим касательным напряжениям применим к пластичным материалам, а точнее к определению момента перехода материала в состояние пластического деформирования. Это объясняется тем, что механизм пластического деформирования в первую очередь связан со сдвиговой деформацией, которая предопределяется значением касательных напряжений. [c.165]

Механизм пластического деформирования при теплосменах будем рассматривать вместе с процессами накопления повреждений и разрушения при термической усталости и одновременном действии длительной статической нагрузки (ползучесть). [c.117]

Понятие о механизме пластического деформирования при обработке давлением [c.390]

Таким образом, механизм пластического деформирования скольжением при обработке давлением можно представить как лавинообразный процесс движения дислокаций вдоль плоскостей скольжения под влиянием сдвиговых напряжений (см. гл. 1). [c.391]

Наиболее распространенным механизмом пластического деформирования является плавное движение одной плоскости атомов над другой, называемое обычно скольжением. В любой кристаллической решетке некоторые плоскости и направления более других предрасположены к возникновению в них скольжения, что приводит к появлению полос из тонких параллельных линий скольжения на поверхности кристалла при его пластическом деформировании. Плоскостями скольжения обычно являются наиболее плотно упакованные атомами плоскости кристаллической решетки, а направлениями — наиболее плотно упакованные атомами направления в ней >. Совокупность направления и плоскости скольжения называется системой скольжения. Образование линий и полос скольжения схематически показано на рис. 3.7. При значительном увеличении можно видеть, что линии скольжения образуются в результате относительного параллельного смещения плоскостей кристалла, находящихся друг от друга на расстоянии порядка 100 атомных диаметров. Размеры смещений, сопутствующих образованию линий скольжения, обычно имеют порядок 1000 атомных диаметров (см. рис. 3.7). [c.33]

Механизм пластического деформирования [c.122]

Для нахождения скорости сдвиговой пластической деформации d f/dt наиболее часто пользуются представлениями дислокационного механизма пластической деформации. Пластическое деформирование рассматривается как результат движения и размножения дислокаций, а упрочнение — как результат их частичного запирания вследствие увеличения их плотности. Мы не будем касаться возможных механизмов пластического деформирования, которые описываются в [9, 12]. [c.183]

Как видно из этих рисунков, в пластической области вблизи конца трещины, прилегающей к свободной поверхности пластины, механизм пластического деформирования и разрушения аналогичен тому, который характерен для косых изломов в тонких пластинах, и близок к продольному сдвигу. В области прямого излома поле пластических деформаций [c.174]

Атомы в узлах решетки находятся в равновесном состоянии и обладают минимальной внутренней энергией. При смещении атомов из узлов их энергия возрастает. Смещение атома на один параметр решетки (межатомное расстояние) — это преодоление энергетического барьера . Для этого необходимо создать касательные напряжения. Так как на 1 см приходится около 10 атомов, то для их одновременного перемещения в плоскости сдвига требуется очень большое напряжение. Это так называемое критическое сопротивление сдвигу, которое в сотни и тысячи раз превышает практически установленную величину напряжения, вызывающую пластическую деформацию металла (табл. 8). Расхождение между теоретическим и реальным сопротивлением сдвигу, или между теоретической и реальной прочностью при пластическом деформировании, было объяснено сравнительно недавно на основе дислокационного механизма пластического деформирования, [c.124]

Результаты большинства работ третьего направления, рассматривающих окисление как процесс, сопутствующий разрущению основного материала, не выходят за рамки умозрительных представлений, в которых предполагается обычное окисление (коррозия, образование окалины), не связанное с механизмами пластического деформирования при трении, не объясняется механизм нормального износа деталей машины, при котором динамическое равновесие разрущения и восстановления вторичных структур исключает любые виды разрушения основного материала. Принятые модели не опираются на фундаментальные механизмы, основанные на представлениях о реальном строении твердых тел. [c.352]

К ВОПРОСУ о МЕХАНИЗМАХ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.55]

Вопрос о механизмах пластического деформирования и разрушения ме таллов является одним из основных в проблеме жаропрочности и обсуждается многими исследователями. Работами И. А. Одинга с сотрудниками II, 2 сделан существенный вклад в его разрешение. Характерной чертой этих работ, отличающей их от работ ряда других советских ученых, является широкое привлечение теории дислокаций. В связи с этим нельзя не отметить последовательность, с которой Одинг развивает свои представления о ползучести и разрушении металлов, используя теорию дислокаций. [c.55]

При первичном нагружении материала наблюдается изменение активности АЭ, характеризующееся диаграммами, представленными на рис. 8.1. Диаграммы соответствуют различному характеру и разным механизмам пластического деформирования. [c.169]

Как видно из (2.8), параметр /пте зависит от геометрии дислокационного скопления. Притупление скопления бек, как известно [105, 254], зависит от температуры, и его длина в общем случае — от степени пластического деформирования, поэтому параметр /пте является функцией температуры и пластической деформации. Конкретизация механизма возникновения микротрещин в принципе позволяет интерпретировать величины /пте и [c.70]

Несмотря на то что изложенные выше теоретические представления о влиянии деформационной субструктуры на S позволяют достаточно хорошо описать зависимость S от х, остается открытым вопрос о механизме, приводящем к повышению 5с при малых пластических деформациях. Дело в том, что при незначительной степени пластического деформирования (х < хо) какая-либо деформационная субструктура не- успевает сформироваться (наблюдается хаотическое распределение дислокаций). Поэтому, исходя из изложенных представлений о влиянии суб структуры. S должно быть неизменным при деформировании материала до х хо. Указанный вывод противоречит экспериментальным данным, показывающим, что S монотонно увеличивается с ростом пластической деформации. Следовательно, помимо рассмотренного выше механизма увеличения S с ростом X существует, по крайней мере, еще один механизм, приводящий к аналогичному результату. По нашему мнению, при отсутствии деформационной субструктуры увеличение S с ростом пластической деформации связано с наличием микронапряжений (напряжений I рода). [c.91]

Долговечность первой стадии весьма мала по отношению к долговечности, отвечающей зарождению макроразрушения [ПО, 111, 152]. На самых ранних стадиях процесса формирования зародышевых усталостных микротрещин происходит их притупление за счет пластического деформирования при обратном нагружении. Поэтому микротрещины после зарождения растут стабильно (из-за притупления напряжения в их вершине меньше теоретического предела прочности От. п) по механизму стока дислокаций в их вершины при циклическом нагружении. Условие нестабильного роста микротрещин выполняется при значительном увеличении их длины. Количество циклов, свя- [c.137]

Первый механизм базируется на представлении, что рост макротрещины происходит за счет непрерывного зарождения у ее вершины микротрещин, которые, развиваясь, объединяются с макротрещиной. Иными словами, рост макротрещины есть не что иное, как непрерывный акт зарождения хрупкого разрушения в масштабе порядка размера зерна. Очевидно, что при хрупком развитии трещины по первому механизму необходима достаточно большая энергия, так как непрерывно (по мере роста трещины) должны обеспечиваться необходимые и достаточные условия зарождения макроразрушения (см. раздел 2.1), что связано с меньшим или большим, но обязательно с наличием пластического деформирования у вершины движущейся макротрещины. По всей видимости, диссипация энергии при старте [c.239]

Другие исследователи исходят из равенства энергий, идущих на процессы плавления и разрушения, или подобия механизмов элементарных актов плавления и пластического деформирования. [c.326]

За последние десятилетия в физике твердого тела получило широкое распространение представление о несовершенствах кристаллической решетки, называемых дислокациями. Этим несовершенствам приписывается основная роль при объяснении ряда особенностей поведения реальных кристаллов. Механизм пластической деформации, ползучести, разрушения, рассеяния энергии при циклическом деформировании связываются большинством современных авторов с перемещением дислокаций внутри кристалла. Дислокационные представления используются также для объяснения механизма роста кристалла. Возможные дефекты кристаллической решетки не ограничиваются, конечно, одними дислокациями этим термином называются дефекты особого рода, обладающие совершенно определенными свойствами. Однако дислокационные представления, как оказалось, имеют настолько общий характер, что на их основе можно построить очень большое количество разного рода моделей, объясняющих те или иные свойства реального кристалла, и выбрать из этих моделей те, которые наилучшим образом отвечают опытным данным. [c.453]

Часто в процессах пластического деформирования металлов и сплавов одновременно реализуется несколько механизмов. Конкретный вклад того или иного механизма определяется многими факторами, в том числе типом кристаллической решетки, химическим и фазовым составом, структурой металла (сплава), степенью, скоростью, температурой деформации и др. [c.106]

Предложено много теорий деформационного упрочнения, в основу которых положены результаты непосредственных электронномикроскопических наблюдений дислокаций. Однако до настоящего времени ни одна теория деформационного упрочнения не получила всеобщего признания. Причина этому — сложность и многообразие явлений, протекающих в процессах пластического деформирования. Вал<ность и необходимость этих теорий заключается в том, что, во-первых, теоретическое описание дает основу для целенаправленных экспериментов и способа обработки экспериментальных данных, во-вторых, позволяет расчетным путем определить основные характеристики кривой т — у и дать исчерпывающие ответы на вопросы о механизмах пластической деформации и процессах, их контролирующих, в-третьих, создает базу для научно обоснованной разработки [c.210]

Исследования процессов пластической деформации поликристал-лических материалов 149, 51, 56, 59, 65—681 с точки зрения особенностей, приводящих к возникновению микротрещин, убедительно свидетельствуют, что появление микротрещин — естественный результат действия самого механизма пластического деформирования металла. Пластическая деформация металла уже на ранних стадиях сопровождается возникновением зародышевых микротрещин. Процесс накопления повреждений определяется кинетикой напряженно-деформированного состояния при упруговязконла-стическом деформировании материала. Оба процесса необратимы и определяются не только текущими значениями соответствующих параметров, но и всей предшествующей историей изменения этих параметров и, следовательно, должны описываться дифференциальными неголономными зависимостями, которые могут быть проинтегрированы только в случаях, когда задан путь нагружения (деформирования). [c.142]

Механизм пластического деформирования 122 Механические испытания 49 Механострикция 565 Микроструктура 8 Модифицирование 73, Монокристаллы 14, 77 [c.634]

Кинетический характер процесса разрушения предполагает, что в сечении будущего откольного разрушения растягиваюпще напряжения действуют в течение конечного интервала времени. В [25] предположен критерий долговечности металлов в микросекундном диапазоне, учитывающий особенности механизма пластического деформирования на динамической ветви разрушения [c.144]

Для объяснения механизма пластического деформирования была разработана теория дислокаций. По этой теории при пластическом дес юрмировании в металле образуются, перемещаются и взаимодействуют между собой и с другими дефектами кристаллического строения линейные несовершенства, называемые дислокациями. Впервые понятие о дислокациях было введено в 1934 г. Тэйлором в Англии и одновременно венграми — Орованом и Поляки. Теория дислокаций, получившая в последнее время экспериментальное подтверждение , объясняет многие явления, протекающие в металлах, в том числе низкую реальную прочность металлов по сравнению с их теоретической прочностью. [c.100]

Рассмотрим принципиальную возможность моделирования влияния пластического деформирования на 5с, исходя из увеличения сопротивления распространению микротрещины в результате эволюции структуры материала в процессе нагружения. Можно предположить, по крайней мере, две возможные причины увеличения сопротивления распространению трещин скола в деформированной структуре. Первая — это образование внут-ризеренной субструктуры, играющей роль дополнительных барьеров (помимо границ зерен), способных тормозить мнкро-трещину. Наиболее общим для широкого класса металлов структурным процессом, происходящим в материале при пластическом деформировании, является возникновение ячеистой, а затем с ростом деформации — фрагментированной структуры [211, 242, 255, 307, 320, 337, 344, 348, 357, 358]. Второй возможный механизм дополнительного торможения микротрещин — увеличение разориеитировок границ, исходно существующих взернз структурных составляющих (например, перлитных колоний). Первый механизм, по всей вероятности, может действовать в чистых ОЦК металлах с простой однофазной структурой. Второй, как можно предполагать,— в конструкционных сталях. [c.77]

Зарождение острой микротрещины может происходить только по механизмам, обеспечивающим такую ориентацию образовавшихся несплошностей, при которой практически исключается эмиссия дислокаций из вершины зародышевой микротрещины и, как следствие, ее пластическое притупление и превращение в пору. Зарождение острых микротрещин в ряде случаев (при умеренных температурах) происходит при напряжениях, значительно превышающих предел текучести, т. е. при пластической деформации, составляющей примерно 1—20%-Значительно раньше, например при о От, может происходить зарождение пор, т. е. микротрещин, которые при зарождении сразу притупляются за счет эмиссии дислокаций из вершин. Если при зарождении острой микротрещины условие страгива-ния Гриффитса не выполнено, дальнейший ее рост, как и рост пор, может быть только стабильным, обусловленным пластическим деформированием в ее вершине. [c.146]

Таким образом, встречный механизм обусловлен следующими обстоятельствами. Макротрещина нагружается от силы Я = О до Ртах и тсм самым все время притупляется за счет пластического деформирования у ее вершины. Максимальные напряжения в вершине макротрещины ограничиваются пластичностью материала. Микротрещина имеет ряд преимуществ при зарождении она острая и уже нагружена напряжениями (она как бы внесена в поле напряжений). Следовательно, напряжения в вершине микротрещины не ограничены пластическим деформированием и определяются только напряжениями у макротрещины (для микротрещ ин они являются номинальными) и геометрией микротрещины (коэффициентом концентрации напряжений микротрещины). Поэтому реальна ситуация, когда у вершины микротрещины будет выполнено условие Отах = От. п. [c.231]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

При 17 = 0,5 возможна реализация как первого, так и второго механизма нестабильного развития пластического деформирования и разрушения рассматриваемых конструкций. Следу ет также отметить, что процесс потери пластичесжой устойчивости оболочки в виде выпучины вдоль ее образу ющей происходит при более низких значениях предельных равномерных деформаций Б,, р и критических напряжений а р, чем анаюгичный процесс. об> словленный развитием шейки в кольцевом ссчении [c.93]

Расхождения между теоретическим и реальным сопротивлением сдвигу, или между теоретической и реальной прочностью при пластическом деформировании, было объяснено дислокационным механизмом пластической деформации. Для перемещения дислокаций (рис. 16) требуется лишь незначительное перемешени атомов и пластическая деформация совершается при небольшой величине касательных напряжений, что и соответствует экспериментальным данным. [c.23]

При пластическом деформировании одна часть кристалла перемещается (сдвигается) гю отношению к другой. Если нагрузку снять, то смещенная часть кристалла не возвратится на прежнее место, деформация сохранится. Эти сдвиги обнаруживаются при микрострук-турном исследовании. Пластическая деформация вызывает уменьшение плотности металла и увеличение его удельного объема. Пластически деформированный при резании слой не может свободно уиеличиваться в объеме, так как этому препятствует недеформированный металл, поэтому в наружном слое возникают напряжения сжатия, а в остальной части изделия - напряжения растяжения. Этот механизм реализуется, если деформируемый слой не находится в состоянии ползучести. В результате механическая прочность и микротвердость поверхностных [c.48]

Рассмотрим механизм процесса окислительного изнашивания. Про-] e ы деформирования, адсорбции и химические реакции происходит одновременно и оказывают друг на друга большое влияние. В результате деформирования повышается активность тончайших поверхностных слоев металла, его способность к адсорбции, диффузии и химическим реакциям. В свою очередь, адсорбционнь1е, диффузионные и химические процессы определяют специфику механизмов пластической деформации. [c.132]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...