Пластичное (вязкое) и хрупкое состояние металлов

Н. Н. Давиденков [5] и другие ученые считают пластичность, вязкость, хрупкость не свойствами металлов, а их состояниями. В зависимости от условий металл может быть пластичным, вязким или хрупким. Пластичному или вязкому состоянию противопоставляется хрупкое подчеркивается, что хрупкость должна рассматриваться как состояние тела, а отнюдь не как имманентное свойство материала. [c.12]

В настоящее время не имеется еще достаточного количества данных для того, чтобы судить, в какой степени предложенная Г. В. Ужиком характеристика может использоваться в качество сопротивления отрыву пластичных металлов. В технической литературе в связи с предложением Г. В. Ужика указывается, что метод разрыва при 20° надрезанных образцов не позволяет перевести большинство пластичных металлов из вязкого в хрупкое состояние и не дает, следовательно, возможности определить их сопротивление отрыву. При всех условиях, однако, за предложенной Г. В. Ужиком характеристикой признается значение показателя статической прочности в условиях ограниченной пластической деформации [7]. [c.102]

Во многих деталях и конструкциях используются металлы и сплавы в деформированном состоянии (после прессования, прокатки или ковки), что обусловлено в некоторых случаях необходимостью получить более высокие прочностные характеристики материала в готовом изделии, а иногда с невозможностью провести термообработку, например, крупногабаритных конструкций. Поэтому актуальной задачей является определение ресурса пластичности деформированных сплавов, а для ОЦК-металлов еще и исследование условий их вязко-хрупкого перехода при повторном деформировании. [c.174]

Высокая коррозионная стойкость сплавов принципиально не исключает возможность появления так называемого коррозионного растрескивания даже в средах, где установлена их высокая коррозионная стойкость. Поэтому коррозионное растрескивание представляет большую опасность. Она заключается в том, что разрушение вязкого в нормальных условиях металла, подверженного одновременно воздействию напряжения и определенной активной среды, происходит хрупко, т.е. без заметных деформаций и при напряжениях, более низких, чем временное сопротивление и даже предел текучести. Этот вид разрушения наиболее характерен для высокопрочных металлических материалов, склонных к пассивации, но находящихся, однако, в условиях, когда пассивное состояние под влиянием агрессивной среды может нарушаться в зоне максимальных напряжений. У титана вследствие высокой устойчивости пассивного состояния и быстрой регенерации во многих средах пассивных оксидных пленок при их механическом повреждении, а также из-за достаточной пластичности чувствительность к коррозионному растрескиванию оказалась во много раз меньше, чем у высокопрочных и нержавеющих сталей, алюминиевых и магниевых сплавов. Но по мере разработки более прочных титановых сплавов и расширения области их применения были установлены случаи явного коррозионного растрескивания и определены многие агрессивные среды, способствующие этому явлению. [c.32]

Вязкость металлов и сплавов определяется их химическим составом, термической обработкой и другими внутренними факторами. Наряду с этим вязкость зависит от условий, в которых находится металл при работе в изделии. При определенных условиях — факторах один и тот же металл будет находиться в пластичном (вязком) состоянии, при других — он перейдет в хрупкое состояние. Такими основными факторами являются температура скорость нагружения наличие концентраторов нагружения вид напряженного состояния масштабный фактор. [c.183]

В зависимости от условий нагружения (характера напряженного состояния, температуры, скорости нагружения, влияния окружающей среды и т. д.) один и тот же металл может разрушаться хрупко (с малой деформацией или практически без пластической деформации) или пластично, вязко (со значительной пластической деформацией). Иными словами, металл может находиться в хрупком или пластичном (вязком) состоянии. [c.13]

Следует учитывать влияние температуры эксплуатации сварных конструкций на изменение пластических и вязких свойств соединений. При достаточно низких температурах, например ниже —60° С, часто наблюдается переход металла сварных соединений из пластичного в хрупкое состояние. При этом остаточные напряжения, выз- [c.109]

Появление хрупкого разрушения наблюдается у металлов и сплавов с о. ц. к. решеткой и проявляется особенно заметно в присутствии примесей, образующих твердые растворы внедрения. Со-держание всего нескольких атомов углерода в а-железе на один миллион атомов железа обусловливает переход от вязкого состояния в хрупкое. Снижение зонной очисткой содержания углерода приводит к существенному увеличению пластичности железа (поперечное сужение до 90%) даже при температурах, лежащих вблизи 4,2 К. [c.430]

Остановимся подробнее на условии перехода образца в состояние механической неустойчивости и расчете предшествующей этому состоянию величины равномерной деформации (при всей ее условности), поскольку это достаточно широко применимая характеристика пластичности, связанная с различными проявлениями механического поведения металлов, в том числе с особенностями вязко-хрупкого перехода в ОЦК-металлах при низких температурах. [c.164]

Пониженная пластичность и высокие температуры перехода из хрупкого в вязкое состояние ванадия, хрома, молибдена, вольфрама также обусловлены значительной долей ковалентных связей. Очисткой от примесей внедрения и разрушением крупнозернистой структуры деформации в условиях, близких к гидростатическому всестороннему давлению, например прессованием или гидроэкструзией, можно получить хром, молибден и вольфрам в пластичном состоянии, но после рекристаллизации они вновь становятся хрупкими. Склонность ОЦК металлов VI группы к хрупкому разрушению обусловлена значительной долей ковалентных связей в них. [c.62]

Неоднократно делавшиеся попытки применить ко всем материалам при различных напряженных состояниях какую-либо одну теорию неизменно кончались неудачей, так как I теория прочности оказывалась неудовлетворительной для пластичных материалов, а III — для хрупких. Поэтому было предложено разграничить выбор теорий прочности в зависимости от свойств материалов, а именно для хрупких материалов (чугун, бетон и т. п.) применять I или II, а для пластичных (большинство металлов) — III или IV теории. Такое предложение являлось уже существенным шагом вперед. Однако в настоящее время можно считать установленным, что хрупкость и пластичность — состояния, в которые при определенных условиях может быть переведено большинство материалов (например, чугун может быть пластически деформирован при сжатии, а многие инструментальные стали из пластичных становятся хрупкими при переходе от кручения к растяжению). Отсюда, естественно, вытекает, что для одного и того же материала, в зависимости от того, находится ли он в хрупком или в пластическом состоянии, должны применяться разные теории прочности. Так, например, разрушение чугуна под действием растягивающих напряжений удовлетворительно описывается I или II теорией в то время как тот же материал под действием сжимающих напряжений может давать вязкое разрушение, описывающееся III теорией, правда, со [c.258]

Хрупкость вольфрама и хрома связана с высокой температурой перехода этих металлов из пластичного состояния в хрупкое, а разброс данных для молибдена обусловлен близостью температуры перехода из хрупкого разрушения в вязкое к комнатной температуре. [c.468]

Таким образом, имеется существенное различие между сопротивлением пластической деформации (в частности, ат) и сопротивлением разрушению 5 . С повышением ат опасность хрупкого разрушения увеличивается повышение же 5к всегда повышает и пластичность, и вязкость, и сопротивление разрушению. Диаграмма механического состояния также показывает, что с повышением (т при прочих равных условиях увеличивается склонность металла к переходу от вязкого разрушения путем среза к хрупкому путем отрыва. [c.21]

Механические свойства тугоплавких металлов и их сплавов в большой степени зависят от чистоты металла, способа его получения, предшествующих видов механической и термической обработки (табл. 54—57). При прочих равных условиях хром и вольфрам наименее пластичные при 20° С, чем остальные тугоплавкие металлы (см. табл. 54), что связано, по-видимому, с высокой температурой перехода этих металлов из пластического состояния в хрупкое. Так, при испытании на растяжение с постоянной скоростью нагружения гладких образцов температуры перехода вязкого разрушения металлов в хрупкое следующие [c.161]

Местное отсутствие сплавления (провара) между швом и основным металлом или отдельными слоями многослойного шва. Непровары являются опасными и недопустимыми пороками сварных швов, вызывающими резкую концентрацию напряжений и переход металла из вязкого состояния в хрупкое. Они могут стать местами зарождения трещин, распространяющихся в металл шва (см. нижнюю фигуру). Непровары затрудняют пластическую деформацию металла и резко снижают вязкость и пластичность как при статическом, так и особенно при ударном нагружении [3]. Предел прочности при этом снижается, а пределы пропорциональности и текучести немного повышаются. Непровары являются следствием невнимательности или недостаточной квалификации сварщиков, допускающих непра- [c.127]

Под измельчением понимают уменьшение начального размера частиц материала путем разрушения их под действием внешних усилий, преодолевающих внутренние силы сцепления. Измельчение дроблением, размолом или истиранием, являясь старейшим методом перевода твердых веществ в порошкообразное состояние, может быть или самостоятельным способом получения металлических порошков, или дополнительной операцией при других способах их изготовления. Наиболее целесообразно применять механическое измельчение при производстве порошков хрупких металлов и сплавов, таких как кремний, бериллий, сурьма, хром, марганец, ферросплавы, сплавы алюминия с магнием и др. Размол вязких пластичных металлов (цинк, медь, алюминий и т. п.) затруднен, так как они в большей степени расплющиваются, а не разрушаются. Наибольшая экономическая эффективность достигается при использовании в качестве сырья отходов, образующихся при обработке металлов. [c.18]

Н.Н. Давиденков в 1936 г. на основе анализа и обобщения многочисленных опытных данных по потере пластичности и переходу в хрупкое состояние металлов и сплавов при определенной KpHtH4i -кой температуре (или в интервале температур) предложил рхему вязко-хруп ко го Перехода, в которой предлагалось учитывать не только два вида разрушения, но и два сопротивления разрушению, названные автором вязким и хрупким отрывом. [c.12]

Порог хладноломкости, определяется путем испытания ударным изгибом надрезанных образцов при разных температурах, В результате этих испытаний строят кривую зависимости ударной вязкости от температуры испытания (так называемая сериальная кривая по И. Н. Давидепкову). Чаще на кривой Ап — /пип наблюдается постепенный переход от вязкого к хрупкому состоянию, т. е. имеется критический температурный интервал хрупкости. Поэтому различают верхнюю (Гв) и нижнюю (7 ) границы порога хладноломкости. В этом интервале температур происходит переход от вязких волокнистых к хрупким кристаллическим изломам (см. рис. 32) с низким значением пластичности и вязкости. Чем выше порог хладноломкости, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению. Часто порог хладноломкости определяют по температуре испытания, когда в изломе 50% вязкой волокнистой составляющей [c.71]

На переход пластичных металлов из вязкого в хрупкое состояние влияют температура, скорость нагружения, вид нанрянчвн-ного состояния, наличие концентраторов напряжений, размеры образца (изделия), условия обработки и структурное состояние металла. [c.90]

Температура конца холодной обработки давлением хро,ма и его опЛавов ограничивается температурой 1пе.рехода хрома из хрупкого С0СТ0Я1НИЯ в пластичное интервал температур перехода в настоящее. время считается равным от 40 до 390° и зависит от со,держания (Примесей, легирующих элементо,в, а также других факторов. У иодидного хрома, имеющего минимальное количество примесей, температура перехода равна от—20 до 0°. Почти все легирующие элементы повышают температуру перехода хрома из хрупкого Б вязкое состояние. Наиболее резко повышают температуру перехода элемента алюминий, медь, никель, кобальт и марганец. В отдельных работах отмечается, что рекристаллизованный хром после малой деформации при 100° и более низкой температуре становится пластичным и при комнатной температуре [95]. Далее указывается, что чем больше твердость или механическое упрочнение, тем выше температура перехода [93]. Таким образом, температура конца холодной деформации зависит от условий деформации и состояния металла. [c.304]

А1етоды одределеиия стойкости против перехода в хрупкое состояние. Как известно из металловедения, разрушение металлов может быть вязким (пластичным) или хрупким. И в том, и в другом случае разрушение в основном происходит по телу зерна. Процесс вязкого разрушения связан с большими пластическими деформациями и обычно происходит относительно медленно под действием внешних нагрузок. [c.477]

О природе образования соединения в твердом состоянии существует целый ряд гипотез, которые с различной степенью достоверности описывают этот процесс и механизм образования соединения. Например пленочная гипотеза, авторы которой С, Б. Айбиндер и др, утверждают, что все металлы и сплавы обладают одинаковой способностью к схватыванию при сближении чистых поверхностей на расстояния, не превышающие радиус действия межатомных сил. Наблюдающиеся на опыте различия в способности сваривания для различных металлов они объясняют появлением поверхностных пленок, Окисные пленки, препятствующие соединению металлов и сплавов, бывают твердые, хрупкие, вязкие и пластичные. При холодной пластической деформации соединяемых металлов твердые, хрупкие окисные пленки разрушаются, обнажая чистые слои металла, которые, сближаясь между собой на расстояния действия межатомных сил, прочно соединяются. Если же поверхностные пленки пластичны (хотя бы у одного из металлов), то при деформации они растекаются вместе со слоями металла и соединения может не произойти. Однако при определенных схемах деформации роль пленок становится второстепенной. [c.13]

Переход с понижением температуры из пластичного состояния в хрупкое был основным недостатком молибдена на первых этапах освоения его как высокотемпературного конструкционного материала. Этот переход происходит в каком-то интервале температур, но обычно говорят об определенной температуре хрупко-вязкого перехода Тх. Тх принимают равным температуре, при которой какой-либо показатель пластичности металла становится меньше некоторого условного значения. В качестве показателя пластичности, например, в работе [131] используют относительное сужение поперечного сечения образцов при растяжении е. Металл считается хрупким при е< 15%. Гх определяют также по изменению относительного удлинения, ударной вязкости надрезанных или ненадрезанных образцов, по углу загиба, стреле прогиба и т. д. [c.37]

Прочность при низких температурах. Хрупкое разрушение стальных конструкций наблюдается особенно часто при низких температурах. Упомянутые выше случаи разрушения резервуаров а судов происходили при температурах ниже нуля. В условиях крайнего севера, где металлические конструкции и механизмы работаюг зачастую при температурах —40° и —50°, хрупкие разрушения, особенно часты, и проектирование сооружений, работающих в этих, условиях, требует особого внимания. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. Схематическое объяснение хладноломкости может быть следующее (А. Ф. Иоффе,. 1924 г.). Пластические свойства металла в сильной степени зависят от температуры, предел текучести с понижением температуры повышается. В то же время сопротивление отрыву практически не зависит от температуры. Поэтому при низких температурах условия перехода от хрупкого разрушения к пластическому меняются и отрыв становится возможным прежде, чем наступит пластическое состояние. В частности, и при растяжении может случиться, что образец разорвется прежде, чем появятся пластические деформации. Не у всех металлов оказывается возможным получить хрупкое разрушение при растяжении за счет понижения температуры металлы с гранецеитри-рованной решеткой сохраняют пластические свойства при весьма низких температурах, среднеуглеродистая сталь, весьма пластичная в обычных условиях, становится хрупкой при растяжении лишь при температуре жидкого водорода. При динамическом деформировании, предел текучести оказывается выше, чем при статическом, поэтому критическая температура хладноломкости, то есть температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому, повышается, В опытах Давиденкова Н. Н. (1936 г.), который испытывал на ударное растяжение цилиндрические образцы из среднеуглеродистой стали, критическая температура получилась —95° для крупнозернистой структуры и — 160° для мелкозернистой. При сложном напряженном состоянии, например в месте концентрации напряжений, условия перехода от пластического разрушения к хрупкому будут другими и критическая температура, определенная в этих условиях, отличается от критической температуры, найденной путем испытания гладких образцов иа растяжение. В настоящее время не существует теории, которая позволяла бы надежным образом производить расчеты на прочность в условиях низких температур с тем, чтобы предусматри вать возможность хрупкого разрушения, однако надлежащий выбор, материалов и соблюдение некоторых конструктивных и технологических предосторожностей позволяют избежать хладноломкости. [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...