Строение металлов и виды деформации

СВЕДЕНИЯ из ТЕОРИИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 38. Строение металлов и виды деформации [c.104]

Как видим, наблюдаемая техническая прочность иногда в сотни )аз меньше теоретической. Чем же объяснить такое явление лавными причинами того, что показатели технической прочности далеко не достигают соответствующих теоретических значений, являются наличие дефектов кристаллического строения металлов и сравнительная легкость развития пластической деформации. [c.31]

Наиболее полное объяснение механизму упрочнения дает теория дислокаций. Все процессы, происходящие в металлах и сплавах, как и их свойства, неразрывно связаны с характером и плотностью дефектов кристаллической решетки. Под дефектами кристаллического строения понимают нарушения в периодичности расположения атомов в пространстве, не связанные с тепловыми колебаниями атомов и упругими деформациями. В зависимости от протяженности различают три вида дефектов точечные, к которым относятся вакансии и межузельные атомы одномерные (линейчатые), к которым относятся дислокации, и двухмерные (пространственные), к которым относятся границы блоков, двойников, зерен. [c.96]

Большая часть работы (до 95 %), затрачиваемой на деформацию металла, превращается в теплоту (металл нагревается), остальная часть энергии аккумулируется в металле в виде повышенной плотности несовершенств строения (вакансий и, главным образом, дислокаций), О накоплении энергии свидетельствует также рост остаточных напряжений в результате деформации. В связи с этим состояние наклепанного металла термодинамически неустойчиво. При нагреве такого металла в нем протекают процессы возврата, полигонизации и рекристаллизации, обусловливающие возвращение всех свойств к свойствам металла до деформации. [c.81]

При нагреве металла в р-области и окончании деформации в (а+Р)-области образуется II тип структуры корзиночного плетения. Светлые участки первичной а-фазы вытянуты в виде пластин, а между ними располагается смесь фаз аир (темные участки). Характерная особенность этой структуры — пластинчатое строение типа корзиночного плетения сохранившихся зерен первичной р-фазы. [c.244]

Состаренные алюминиевые сплавы подвержены коррозионному растрескиванию в водных и органических средах, содержащих следы воды. Растрескивание таких сплавов почти исключительно межкристаллитное и ускоряется ионами СГ, Вг , 1 , но не ионами F". Максимальная склонность к растрескиванию наблюдается в области наибольшей твердости. Влияние перестаривания показано на фиг. 82. Помимо вида деформации (о чем уже говорилось выше) важное значение имеет форма зерна. В листовом прокате, например, максимальная склонность к растрескиванию обычно наблюдается в коротком поперечном направлении. Форма, строение и плотность частиц, выпавших по границам зерен и металла в примыкающих к ним зонах, также играют важную роль. Ранее [c.188]

Для повышения износоустойчивости пригодны те же способы фосфатирования, которые применяют для антикоррозионной защиты. Важно обеспечить условия, способствующие получению фосфатных пленок равномерной, преимущественно мелкокристаллической структуры. Продолжительность фосфатирования должна быть небольшой в пределах 0,5—10 мик, но предпочтительно от 3 до 5 мин. У износоустойчивых пленок Р л = 4—20 г м . Применение пленок того или иного веса определяют степенью деформации обрабатываемого ме-та.лла, его составом и видом готового изделия. Так, при протяжке труб из малоуглеродистой стали вес пленки может находиться в указанных выше пределах, а при волочении проволоки используют пленки с Рпл == 3—7 г1м . При этом скорости протяжки могут составлять 150—900 м мин, а уменьшение поперечного сечения проволоки достигает 99%. Однако установлено, что решающим фактором является не вес пленки, а равномерность ее строения и сила сцепления с основным металлом. [c.243]

Физические представления об упрочнении деталей ППД. Основным механизмом холодной пластической деформации металлов и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей кристалла относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокации по плоскостям скольжения. С накоплением деформации дислокации размножаются, взаимодействуют между собой и другими дефектами кристаллического строения, в результате чего их движение затрудняется, а напряжение пластического течения и твердость металла (ст = 0,32 НВ) растут. Увеличение сопротивления пластической деформации называется деформационным упрочнением (наклепом) (рис. 2.9.17). [c.385]

Настоящая глава посвящена механическим свойствам материалов, определяемым в эксперименте. Кроме того, обсуждаются некоторые явления, происходящие в материалах в связи с деформированием их и появлением в них напряжений. Для одной из основных групп материалов — металлов —даны в минимальном объеме сведения о физической природе деформаций и механизма разрушения, отражающие дискретность строения материи. Значительное внимание уделено влиянию различных факторов на механические свойства материалов и различным видам испытаний материалов. Описаны некоторые особенности групп и отдельных материалов. [c.223]

Хладноломкость определяет влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Порог хладноломкости характеризуется температурой или интервалом температур перехода металла в хрупкое состояние. Хрупкий излом имеет кристаллическое строение. Обычно в изломе можно видеть форму и размер зерен, так как излом происходит без значительной пластической деформации и зерна при разрушении металла не искажаются. [c.53]

Рассмотренные и другие виды нарушений строения реального металла создают области искажений кристаллической решетки, которые приводят к неравномерности протекания в металлах различных процессов, например, деформации. [c.117]

Гексагональное строение кристаллической решетки магния и его сплавов обусловливает некоторые особенности процесса деформации и свойств получаемых полуфабрикатов. При 20° С этот металл малопластичен, так как в гексагональной системе скольжение (сдвиг) происходит только по одной плоскости базиса (см. рис. 11). При нагревании выше 200—225° С появляются новые (дополнительные) плоскости и направления скольжения (плоскости пирамиды первого ряда первого порядка), что сопровождается резким повышением пластичности металла. Поэтому все виды обработки давлением сплавов магния, включая листовую штамповку, осуществляют при нагревании сплавов. Благодаря ограниченному числу плоскостей скольжения гексагональной решетки магния и пониженной скорости протекающих в нем диффузионных процессов, технологическая пластичность магния и его сплавов, в отличие от сплавов алюминия, сильно зависит от скорости деформации. [c.131]

Атомная решетка реальных кристаллов не является идеальной по построению. Дефекты кристаллической решетки (рис. 1.4) в виде вакансий 1 или дислокаций 2 приводят к созданию областей с повышенной свободной энергией в результате отсутствия уравновешенных связей. В местах с повышенной свободной энергией активность прилежащих атомов повышена, поэтому выход дефектов кристаллического строения на свариваемые поверхности создает условия, требуемые для образования центров схватывания. Движению и выходу на поверхность дефектов кристаллического строения способствует деформация свариваемых поверхностей. Показателем способности металла к выходу дислокаций на поверхность при деформации может служить энергия активации сдвига [c.12]

Оценивая влияние диффузионных процессов на строение и свойства сварных соединений, следует также иметь в виду их значение для рекристаллизации металла, подвергшегося деформации в процессе сварки, для химической неоднородности в различных участках зоны сварки и для проникания в зону сварного шва водорода. [c.67]

При предварительной термомеханической обработке (П. Т. М. О) деформация может осуществляться при температурах Н. Т. М. О и В. Т. М. О или при температуре 20° С. Далее осуществляется обычная термическая обработка закалка и отпуск. Особенностью П. Т. М. О является то, что деформированное состояние создается до аустенизации, и при последующем нагреве и охлаждении (закалке) протекает двойное фазовое преврадение а —> 7 — а, при котором необходимо сохранить строение металла, полученное при деформации. Кроме основных приведенных видов Т. М. О имеются и другие подвиды, но закономерности струк-турообразования различных видов Т. М. О одинаковые. [c.77]

Классическим примером в этом отношении может служить теория напряжений и деформаций в идеальном однородном теле, когда в точке тела выделяется бесконечно малый элемент в виде параллелепипеда и рассматривается его напряженное состояние. Связь между деформациями и напряжениями описывает закон Гука. Развитие этого подхода с учетом возникновения пластических деформаций позволяет найти зависимости между напряжениями и деформациями и за пределами упругости [111]. Необходимость учитывать реальные особенности строения материалов привела к созданию таких наук, как металловедение, которая изучает и устанавливает связь между составом, строением и свойствами металлов и сплавов. Для материаловедения как раз характерно рассмотрение явлений, происходящих в пределах данного участка (зерна, участка с типичной структурой), обладающего основными признаками всего материала. Изучение микроструктур сплавов и их формирования явлений, происходящих по границам зерен, термических превращений и других процессов, проводится в первую очередь на уровне, который описывает микрокартину явлений. [c.60]

Физические методы исследования, включая тепловую микроскопию, полюгают раскрыть реальный смысл указанных структурных параметров и уточнить кинетические уравнения, описывающие их изменение. Кроме того, тепловая микроскопия наряду с микроструктурным изучением процессов пластической деформации и разрушения конструкционных металлических и других материалов в условиях высокотемпературного нагрева или охлаждения до криогенных температур вносит большой вклад в разработку физических основ термической и других видов упрочняющей обработки металлов и сплавов. Вполне понятно, что для осуществления таких изысканий экспериментатор должен обладать достаточным арсеналом методов и средств непосредственного изучения строения и свойств металлических материалов в условиях высокотемпературного нагрева или глубокого охлаждения. [c.6]

Начальной стадией деформации металла является упругая деформация (участок АВ рис. 2.8). С точки зрения кристаллического строения, упругая деформация проявляется в некотором увеличении расстояния между атомами в кристаллической решетке. После снятия нафузки атомы возвращаются в прежнее положение и деформация исчезает. Другими словами, упругая деформация не вызывает никаких последствий в металле. Чем меньшую деформацию вызывают напряжения, тем более жесткий и более упругий металл. Характеристикой упругости металла являются дна вида модуля упругости модуль нормальной упругости (модуль Юкга) - характеризует силы, стремящиеся оторвать атомы друг от друга, и модуль касательной упругости (модуль Гука) - характеризует силы, стремящиеся сдвинуть атомы относительно друг друга. Значения модулей упругости являются константами материала и зависят от сил межатомного взаимодействия. Все конструкции и изделия из металлов эксплуатируются, как правило, в упругой области. Таким образом, упругость - это свойство твердого тела восстанавливать свою первоначальнуто фор.му и объем после прекращения действия внешней нагрузки. Модуль упругости практически не зависит от структуры металла и определяется, в основном, типом кристаллической решетки. Так, например, модуль Юнга для магния (кристаллическая решетка ГП% ) равен 45-10 Па, для меди (ГКЦ) - 105-10 Па, для железа (ОЦК) - 21010 Па. [c.28]

По вопросу о том, существуют ли два вида железа, а именно, волокнистое и кристаллическое, Треска высказался не в духе времени, заметив, что при травлении становились видны отдельные волокна металла, и дал примеры больших деформаций, которые удавалось объяснить только исходя из предположения о волокнистом строении металла . По поводу этого странного спора нужно еще раз напомнить о сильном влиянии общепринятой гипотезы на ход экспериментальной мысли. Как отмечается ниже, Роберт Стефенсон (Stephenson [1850, 11) в 1850 г. при первом же применении микроскопа в металлургии показал, что волокнистое и кристаллическое железо на самом деле оба оказываются кристал- [c.33]

Исследование показало, что аустенитные стали во многих случаях дают ступенчатую стружку. Чтобы выяснить, в какой степени строение стружки при обработке аустенитной жаропрочной стали зависит от условий резания, были изготовлены образцы зоны деформации с неотделенной стружкой при точении стали ЭЯ1Т с тремя скоростями резания, равными 20, 120 и 220 MjMUH и двумя значениями переднего угла у 10 и 20°. При v — 20 mImuh стружка была сливной при обычных для практики режимах резания получалась ступенчатая стружка. Это можно объяснить тем, что при обработке аустенитных сталей с повышением скорости резания температура резания повышается, а слипание стружки с передней поверхностью резца резко усиливается происходит периодическое затормаживание и накапливание деформируемого металла у передней поверхности резца и резкий сдвиг этого металла в виде элемента стружки. [c.57]

По механическим свойствам полимерные материалы отличаются от низкомолекулярных кристаллических веществ (металлов, силикатов). Они имеют меньщий модуль упругости (10—10" МПа против 10 МПа), менее прочны при сжатии, однако нередко выдерживают большие напряжения при растяжении и обладают несравненно более высокой деформируемостью. Последнее связано с рыхлостью упаковки и длинноцепочечным строением молекул полимеров. Вследствие больших размеров такие молекулы гибки и в процессе деформации образца способны изменять свою форму. Для полимеров свойственны три вида деформаций упругая, высокоэластическая и остаточная (пластическая) [c.67]

За последние годы знания о природе и особенностях механизма изнашивания материалов значительно расширились благодаря применению нри исследовании совершенных методик и средств изучения изменений, происходящих в поверхностных слоях изнашиваемого материала, установлению связи между характером взаимодействия твердых тел в зопе контакта и реальным строением поверхностного слоя металла. В любом случае при всех условиях процесс изпашивапия осуществляется в соответствии с фундаментальными законами природы, в частности законом сохранения энергии. Для того, чтобы отделить от монолитной детали некоторый мнкро или макро объем нужно затратить энергию, но крайней мере, равную величине энергии, необходимой для образования двух новых поверхностей соответствующей площади. Изменение внутренней энергии изнашиваемого материала равно величине энергии новых поверхностей, образующихся при разрушении, и энергии, аккумулируемой в металле в виде скрытой энергии деформации нри взаимодействии с изнашивающей средой. При этом происходит разрыв межатомных связей, приводящий к отделению одной части кристаллической решётки от другой и образованию новых поверхностей. Эти явления требуют для своего осуществления определённых энергических затрат и могут осуществляться, если металлу сообщено необходимое её количество. [c.5]

Многие из сплавов, применяемых в технике, имеют подобного рода сложную, многофазную структуру. Повышение прочности сплава обычно бывает связано с усложнением его внутреннего строения, так как этим затрудняется возможность пластической деформации. В дисперсионно-твердеющих сплавах повышение прочности связано с тем, что упрочняющая фаза в виде субмикроскопических выделений вкрапливаетса в кристаллическую решетку основного металла и препятствует свободному движению дислокаций. [c.153]

Известно, что прочностные свойства металлов зависят не только от параметров структур .1, но также от характера и взаимодействия дефектов различного рода, в первую очередь дислокаций. В основу рентгеновского анализа дислокационной структуры было положено описание дискретно блочного строения и деформаций кристаллической решетки в микрообъемах в дислокационных терминах как неоднородное распределение плотности дислокаций. Следовательно, блоки мозаики можно представить в виде периодической сетки дислокаций со средней длиной волны D. Такое представление имеет физические обоснование, поскол1)Ку границы блоков мозаики содержат дефектные участки недостроенных и деформированных кристаллитов. При оценке плотности дислокаций внутри блоков микродеформации е можно связывать с полем напряжений, создаваемых наличием рассматриваемой неоднородности. Таким образом, определенные при анализе профиля рентгеновских линий параметры О и е позволяют в некотором приближении оценить характер распределения и плотность дислокаций. [c.173]

В стекле атомы расположены более беспорядочно по отношению друг к другу, чем в поликристалличе-ских металлах. Оно обладает жесткостью твердых кристаллических тел, но не имеет правильной кристаллической структуры. Изучение стекол обнаруживает микронеоднородности их структуры. В стекле нет полного хаоса и в то же врегля нет решетки, которая сопутствует кристаллическим веществам. Существует несколько гипотез строения стекла. Так, ионная теория предполагает ионный тип связей в стекле, в то время как полимерная теория исходит из преимущественно ковалентного характера химических связей. Ученые ищут концепцию, пригодную для всех видов стекла. Что же касается механизма деформации сдвига, то в стекле он диффузионный, в отличие от реальных кристаллов, где он дислокационный. [c.96]

При механических видах изнашивания металлических материалов основным первичным процессом, обусловливающим возникновение износа, является пластическая деформация поверхностных слоев материалов, приводящая к возникновению в поверхностных слоях большого количества дефектов кристаллического строения (точечных дефектов, дислокаций, дефектов упаковки, двойников), сильной фрагментации зерен, текстуриро-ванию металла, а также к образованию ультрамелкокристалли-ческой структуры с размером кристаллитов 0,01—1,0 мкм [20.36]. Накопление дефектов кристаллического строения и взаимодействие их между собой приводят к возникновению в поверхностном слое материалов многочисленных субмикро- и микротрещин, развитие которых, в конечном итоге, обусловливает отделение фрагментов материала — продуктов изнашивания (частиц износа). [c.390]

При осмотре верхнего сварного (с хордовым п1вом) днища десорбера К-7 из аустенито-ферритной стали 08Х22Н6Т обнаружили восемь трещин. Две (длиной 300 и 400 мм с максимальным раскрытием 0,5 мм) были выявлены в зоне термического влияния сварного шва штуцера диаметром 350 мм, они уходили в основной металл трещина в зоне термического влияния Dy 100 на наружной поверхности днища имела длину 120 мм с максимальным раскрытием 0,5 мм и глубину 2-3 мм (рис. 5.83) трещина в зоне термического влияния штуцера диаметром 50 мм была длиной 60 мм с максимальным раскрытием 0,4 мм. Еще четыре трещины были обнаружены в околошовной зоне кольцевого шва приварки днища к обечайке. По виду излома все трещины имели кристаллическое строение, следы пластической деформации вдоль их траектории трещины отсутствовали. [c.324]

Однако металл обычно состоит из множества кристаллов и представляет собой поликристаллическое тело. Произвольность ориентировки каждого кристалла металла приводит к тому, что свойства такого поликристаллического. металла оказываются практически одинаковыми во всех направлениях. Это явление называется квазиивотропией (ложной изотропией) и представляет собой вторую особенность кристаллических тел. Естественно, чем мельче зерна, тем более изотропным является металл. Но в результате некоторых видов холодной деформации получается преимущественно одинаковая ориентировка зерен оси зерен располагаются вдоль линии деформации, т. е. вдоль прокатки или протяжки. Пр И таком строении (называемом также тексту- [c.37]

В противоположность ползучести металлов, обнаруживающейся при умеренно высоких температурах и проявляющейся непрерывно, этот вид медленного течения, повидимому, прекращается спустя некоторое время, даже если действие нагрузки и продолжается. Вызванное положительными или отрицательными изменениями нагрузки упругое последействие удовлетворяет закону независимости действия сил (суперпозиции), причем полная деформация получается алгебраическим суммированием составляющих. В органических веществах, молекулы которых характеризуются удлинеино-цепеобразным строением и химическая связь которых проявляется в продольном к цепи направлении сильнее, чем в поперечном (пластмассы, резина) ), эти явления получают особенно резкое выражение. Несмотря на значительно меньший в сравнении с металлами модуль упругости, указанные вещества обладают удивительно высокой прочностью (найлон). При этом (в противоположность более твердым пластичным метал- [c.40]

Верхнее строение пути имеет важную особенность, отличающую его от других инженерных конструкций, проектируемых так, что после прохода нагрузкн вызванные ею упругие деформаций исчезают и конструкция возвращается к прежнему виду и размерам, т. е. она работает в пределах упругости. А основные элементы верхнего строения пути работают и за пределами упругости, т. е., кроме упругих, в них возникают н остаточные дефсрмации. Эти деформации от одного нагружения практически незаметны, но по мере многократного пропуска нагрузок деформации накапливаются и достигают существенных величин. Так, рельс является не только несущей, но и изнашиваемой конструкцией интенсивность его износа пропорциональна грузонапряженности. Кроме того, в кристаллической решетке металла рельсов возникают и накапливаются усталостные и контактно-усталостные повреждения, приводящие к выщербинам и трещинам (чаще всего в головке рельса, а иногда в его шейке и подОшве). [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...