Механизм пластической деформации металлов

Основным механизмом пластической деформации металлов и сплавов является сдвиговое перемещение частей кристалла (зерна) относительно друг друга по плоскостям скольжения (двойникования), которое происходит благодаря движению под действием приложенных напряжений линейных дефектов кристаллической решетки — дислокаций [4, 8, 10, 11]. [c.6]

Во-вторых (это самое интересное в резонансной модели), если механизм пластической деформации металлов как при холодной, так и при горячей деформации имеет в основном дислокационный характер, то скорость перемещения дислокаций обусловлена скоростью деформации металла в соответствии с (4.72). При проведении испытания можно задать такую скорость деформации е, чтобы дислокации, обеспечивая необходимое формоизменение образца, перемещались со скоростью границ (см. раздел 4.9). Дрейфуя с одинаковой скоростью, они в идеальных условиях никогда не пересекаются. Тогда при условии Тгр = Vд эффект упрочнения металла от взаимодействия дислокаций и межзеренных границ исчезает, а металл деформируется при напряжениях, характерных для монокристалла при тех же температурах. [c.249]

Знание дислокационной природы и особенностей механизма пластической деформации металла позволяет уяснить важный вопрос о причине более высокой прочности мелкозернистого металла по сравнению с крупнозернистым. [c.17]

Изучение механизма пластической деформации металлов необходимо при исследовании следующих важнейших проблем [c.53]

МЕХАНИЗМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ [c.6]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

Оно написано на базе современных представлений о дислокационной структуре металлов. В нем рассматриваются структурные несовершенства кристаллов, механизмы пластической деформации, особенности пластической деформации моно- и поликристаллов, изменение структуры и свойств, вызываемые деформацией и последующим нагревом, динамическая рекристаллизация и др. Анализируются технологические свойства металлов и сплавов, такие как сопротивление деформации (напряжение течения) и пластичность — особо важная характеристика, поскольку обработка давлением допустима только до тех пор, пока пластичность материала исчерпана не до конца. [c.4]

На концентрацию дефектов типа Шоттки и Френкеля, кроме температуры, резко влияют облучение и пластическая деформация. Концентрация вакансий в первом приближении растет пропорционально деформации и может быть определена зависимостью 4-10 )е, где е выражено в процентах. Такие вакансии называются деформационными. Наибольшая их концентрация соответствует знакопеременному нагружению. При совместном влиянии высоких температур и большой степени пластической деформации концентрация вакансий может достигать (5—10) 10 , что дает концентрацию атомов, смещенных со своих мест, 2,5—5%. По-видимому, в этом случае вакансии могут оказывать влияние на процесс и механизм пластической деформации. Однако обычно влияние деформационных вакансий на прочность и пластичность металла невелико. Точечные дефекты, внесенные пластической деформацией и облучением, являются термодинамически неравновесными. [c.30]

Существенную роль в пластической деформации металлов при высоких температурах играют диффузионные процессы. Роль диффузии— двоякая. С одной стороны, она может оказывать значительное влияние на сдвиговые механизмы пластической деформации, с другой — диффузионные процессы могут вызвать самостоятельное проявление пластического течения. Поэтому механизм диффузионной пластичности представляет собой механизм остаточного изменения формы благодаря диффузионным процессам. [c.153]

Реализация пластического течения разнообразна. Без информации о действующих механизмах пластической деформации практически невозможно сделать заключение о наилучшем использовании ресурса пластичности металлов. Ситуация особенно осложняется в условиях горячей деформации, когда могут реализоваться комбинации различных механизмов или действовать одновременно несколько механизмов деформации. Физическая теория пластичности устанавливает граничные параметры (структура, температурно-скоростные условия деформации), при которых наблюдается смена одного [c.181]

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ( ХОЛОДНАЯ ) ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ. При комнатной температуре и вплоть до температур начала рекристаллизации 0 О,3- О,4 для чистых металлов и 0 0,5 для сплавов при скоростях деформации Ю"" —10 с преобладающим механизмом пластической деформации является скольжение. [c.511]

СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНАЯ ( ТЕПЛАЯ ) ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ. Верхняя граница этой области — температура начала рекристаллизации. До этих температур основной механизм пластической деформации — внутризеренное скольжение. Характерные признаки для высокотемпературных механизмов деформации — диффузионные механизмы, межзеренное проскальзывание и т. д. — появляются обычно выше температуры начала рекристаллизации на 100—200°С (для стали). Увеличение скорости деформации смещает границу высокотемпературных механизмов в область более высоких температур, например для сталей обнаруживаются явные признаки высокотемпературных механизмов деформации при 500—600° С и 8=10 -f-10 с , в то время как при е=10 - 10 2 с эта граница смещается до 1000° С. Высокотемпературная деформация молибдена начинается с 1000° С при е=10- -н10- с-, а при е= = 10 с эта температура повышается до 1200° С. Особенно заметно повышение пластичности в диапазоне температур теплой деформации для металлов с о. ц. к. решеткой повышение скорости деформации приводит к ее снижению. Могут быть отклонения от этого правила для сплавов с г. п. у. и о. ц. к. решетками, что связано с наличием фазовых превращений. [c.512]

Особенно интенсивно происходит двойникование в металлах с ограниченным числом систем скольжения. При этом, создавая мощные концентраторы напряжения, двойникование инициирует, например, в ГПУ-металлах скольжение по дополнительным призматическим и пирамидальным системам, что приводит к существенному повышению пластичности [5, 17]. В некоторых ориентировках монокристаллов с ГПУ-решеткой двойникование вообще является доминирующим механизмом пластической деформации [5, 18]. В ОЦК-металлах концентраторы напряжений у верщин двойников и высокая скорость протекания процесса двойникования способствуют раскрытию трещин и соответственно хрупкому разрушению металлов [9, 19] ограничивая таким образом их низкотемпературную пластичность. [c.9]

Диаграммы нагружения. Как отмечалось выше, механические испытания позволяют с помощью регистрируемых диаграмм нагружения определять взаимосвязь между характеристиками прочности и пластичности металла. Диаграммы не только содержат данные для расчета комплекса основных механических характеристик металла (например, Д. Ну, оо,2, а и др.), но и отражают сложный процесс изменения его структурного состояния и свойств, т. е. позволяют изучать механизмы пластической деформации, деформационного упрочнения, разрушения и Др. [1, 47]. [c.29]

Значения /Су (табл. 5), определенные для различных металлов [26], показывают, что механизм пластической деформации поликристаллов [c.54]

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]

Носкова H. И. Структура дислокаций и дислокационный механизм пластической деформации монокристаллов твердых растворов ОЦК-металлов // Фазовые превращения и структура металлов и сплавов.— Свердловск УНЦ АН СССР, 1983.— С. 63—70. [c.235]

Эти свойства являются результатом определенного механизма пластической деформации, и рассматривать их надо совместно [22]. Витман и Степанов, изучая динамические свойства металлов при вдавливании конуса с различными скоростями, сделали вывод, что прирост [c.14]

Используя определение активационного объема пластической деформации металла, протекающей по дислокационному механизму [43], получаем v = д (А[Лд)/й (Ат) = 1/а, откуда с учетом (89) следует АР = Ат. [c.51]

Основным механизмом пластической деформации металлов и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей кристалла (кристаллита) относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокаций. В этом случае говорят о внутризеренной пластической деформации. Сдвиговые механизмы пластической деформации разнообразны. Основными из них являются скольжение, двойникование, сбросообразование. [c.105]

Ряд авторов считает, что снижение прочностных характеристик при элект-ропластической деформации связано лишь с тепловым воздействием импульсного тока другие авторы утверждают, что при наложении импульсного тока изменяется сам механизм пластической деформации металла. [c.35]

Группа советских ученых занималась исследованием механических свойств металлов и сплавов. Среди них почетное место занимает действительный член АН УССР Н. Н. Давиденков, опубликовавший ряд замечательных работ по актуальным вопросам металловедения, в частности Измерение остаточных напряжений в трубах (1931 и 1935 гг.). Большое число работ по прочности и пластической деформации было проведено действительным членом АН УССР С. В. Серенсеном, чл.-корр. АН СССР И. А. Одингом, доктором техн. наук И. В. Кудрявцевым и др. Много научно-исследовательских работ по изучению механических свойств железнодорожных изделий (рельсов, вагонных осей, бандажей, пружин) было опубликовано проф. Н. П. Щаповым. Помимо этого он много работал по исследованию механизма пластической деформации металлов и по методике определения механических свойств стали. Проф. Я. Б. Фрицман известен как автор многих исследований по теории прочности и методам механических испытаний металлов. [c.189]

Таким образом, при объяснении природы формирования сферических частиц в случае развития усталостной трещины необходимо исходить не из особенностей контактного взаимодействия свободных поверхностей, а из механизмов пластической деформации металла в условиях неоднородного стеснения деформации, определяющего эффект микротуннелирования усталостной трещины. [c.176]

На рис. 162 приведены кривые, построенные по формуле (Х.З). Как видно из рисунка, в зоне малых упруго-пластических деформаций темп роста [х с понижением температуры (тонкие линии) несколько ниже предсказываемого теорией (жирные линии), что, вероятно, связано с изменением механизма пластической деформации металла при понижении температуры испытаний наряду со скольжением заметную роль начинают играть такие механизмы, как двойникованпе и сброс. [c.317]

С общими положениями о механизмах пластической деформации металлов и сплавов, а также о структуро-образовании при деформации можно подробно ознакомиться в монографиях [6, 22, 277—289]. Существенное влияние на характер структуры, образующейся при деформации, как и на сам механизм пластической деформации, оказывает наличие в сплаве второй фазы. Это влияние особенно сильно проявляется в том случае, когда частицы второй фазы обладают высокой прочностью и количество их сравнительно велико, как например в перлите углеродистых сталей. [c.123]

В следующей главе мы рассмотрим более подробно механизм пластической деформации металлов. Основной факт здесь состоит в том, что пластическая деформация каждого кристаллического зерна является сдвиговой, слои атомов скользят один относительно другого. Однако в реальном поликристаллическом металле кристаллические зерна расположены беспорядочно и переход от свойств единичного кристалла к свойствам поликристаллического металла затруднителен. Можно сказать только, что переход металла в пластическое состояние означает, чтр пластические сдвиги происходят во всех зернах или в подавляю1Дем их большинстве. Представим себе теперь, что на то напряженное состояние, которое существует в теле, накладывается всестороннее растяжение или сжатие. Осуществить на опыте всестороннее растяжение, а тем более наложить его на заданное напряженное состояние оказывается невозможным всестороннее сжатие, наоборот, реализуется довольно просто, для этого нужно нагружать образец в среде жидкости под высоким давлением. При этом все три главных напряжения изменяются на одну и ту же величину. Наибольшие касательные напряжения равны полуразностям главных напряжений, поэтому они не меняются от наложения всестороннего растяжения или сжатия, касательное напряжение на любой площадке также остается неизменным. А так как сдвиговая деформация определяется касательными напряжениями, то естественно ожидать, что условие пластичиости не зависит от добавления к тензору напряжений гидростатической составляющей. Это предположение хорошо подтверждается опытами (Карман, Бекер, Бриджмен и другие). При обсуждении этих и подобных им опытов необходимо иметь в виду, что пластическая деформация происходит путем сдвига, но разрушение может происходить путем отрыва. Поэтому обычное деление материалов на хрупкие и пластические оказывается условным. Так, Карйан и Бекер производили опыты над мрамором и песчаником. При обычных условиях испытания мрамор и песчаник хрупки, обладая низким сопротивлением отрыву, они разрушаются, не успев проявить [c.93]

Будянского. Даже простейшая модель, рассмотренная в 16.5, приводит к достаточно сложным зависимостям для общего случая, уравнения, полученные для этой модели, не позволяют сделать даже качественный вывод о характере изменения поверхности нагружения при более или менее сложных путях нагружения. Тем более трудно это сделать для изложенной выше теории скольжения, которая, по-видимому, правильно отражает основной механизм пластической деформации поликристалпического металла. Хотя вводимые гипотезы чрезмерно упрощают действительное положение дела, уравнения все же получаются слишком сложными. Это обстоятельство приводит нас к довольно пессимистическим выводам относительно возможного прогресса теории пластичности, основанной на наглядных механических представлевиях. [c.563]

Дан анализ структуры и свойств чистых металлов и сплавов, монокристаллов и поликристаллических агрегатов при пластической деформации с привлечением теории дислокаций. Приведены современные физические представления о механизмах пластической деформации, явлений упрочнения, разупрочнения, разрушения, тексту-рообразования в зависимости от типа кристаллической решетки, вида легирования, температуры и скорости деформации, размера зерна, фазового состояния и др. Рассмотрены физические основы разработки новой и усовершенствования суш.ествующей технологии обработки давлением, включая ТМО и обработку в условиях сверхпластичности. [c.2]

Рассмотренный механизм пластической деформации благодаря образованию направленного раствора внедрения или замещения используют для объяснения релаксации напряжений в металлах, т. е. снижения величины напряжений во времени a=a(t) благодаря переходу части упругой деформации в пластическую и при заданной и постоянной общей деформации e= onst. В случае B= onst при образовании направленного раствора возникают остаточные деформации ео при условии, что j Ma упругих Ее и остаточных деформаций остается постоянной eo-fe = e = onst. Снижение е приводит [c.155]

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]

Механическое двойникование. В поликристаллических металлах двойникование, или закономерная (симметричная) переориентация кристаллической решетки при механическом воздействии, является дополнительным механизмом пластической деформации, которыш обычно вступает в действие при низких температурах, когда сопротивление началу скольжения очень высоко. [c.9]

В области высоких температур (выше 0,5Т пл) при обычных скоростях статических испытаний (е 10 с ) выполняется условие е > > 10 Д [86, 89, 90] (здесь О— коэффициент объемной самодиффузии), и в результате концентрация ступенек на дислокациях и концентрация вакансий в металле превосходят их термодинамически равновесные значения. Если учесть, что скорость диффузии примесных атомов при высоких температурах становится значительной и они уже не сдерживают движение дислокаций, то понятно, почему в данной области температур пластическая деформация происходит за счет миграции вакансий и дис[)фузни вдоль дислокаций, а энергия активации процесса определяется лишь энергией активации миграции вакансий [8]. Конкретные механизмы пластической деформации в этой области и ограничивающие их факторы достаточно подробно рассмотрены в разделе, посвященном картам механизмов деформации [31, 32]. [c.45]

Другой механизм, при котором возможно коррозионное растрескивание, заключается в образовании и развитии разрушения только за счет механических факторов. При этом предполагается [57], что коррозионная среда содержит ионы или компоненты, которые могут или диффундировать в металл, образуя хрупкую фазу (например, гидрид) в вершине трещины, или сегрегировать в районы, непосредственно прилегающие к трещине, способствуя зарождению новой трещины. В качестве специфического элемента обычно рассматривают водород, скорость диффузии которого может быть сопоставима со скоростью развития трещины. При этом многие исследователи [ 58 и др.] указывают на возможность образования гидридов, обладающих низкой пластичностью и вязкостью и затрудняющих пластическую деформацию металла перед вершиной трещины. По мнению В. А. Маричева и И. Л. Розенфельда [59, с. 5—9], следует учитывать эти возможности понижения когезивной прочности титановых сплавов под действием достаточно высокой концентрации водорода в твердом растворе. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...