Влияние скорости деформации и температуры на сопротивление деформации

В гл. I, разд. 4, приведены простые аналитические зависимости, достаточно хорошо описывающие влияние степени, скорости деформации и температуры на сопротивление деформации и пластичность металлов и сплавов. Как правило, [c.63]

Кривые, показанные на рис. 2.1, иллюстрируют влияние скорости деформации на вид диаграмм напряжение—деформация, полученных при испытаниях на растяжение при комнатной и высокой температурах. Скорость деформации растяжением на рабочей длине образца во время испытаний автоматически поддерживали постоянной. Из приведенных данных следует, что даже при комнатной температуре предел текучести и напряжение течения увеличиваются по мере увеличения скорости деформации. При высокой температуре эта закономерность постепенно становится все более ярко выраженной. Временное сопротивление повышается на 30 МН/м , если скорость деформации уве- личивается в 10 раз. Изменение взаимного положения кривых напряжение — деформация при 450 °С при увеличении скорости деформации позволяет предположить, что при еще большем увеличении скорости деформации (больше максимально исследованной скорости 85 %/мин) указанные кривые приблизятся к соответствующим кривым при комнатной [c.40]

Первая и вт(фая теории предельного состояния. Пусть по трем граням выделенного параллелепипеда действуют три главных напряжения (фиг. 7, а), в общем случае не равных между собой Ф ф Ф Од. Если бы действовало только одно из главных напряжений, например 01, то для того, чтобы наступила пластическая деформация в выделенном параллелепипеде, напряжение i должно достигнуть предела текучести при данном состоянии тела (с учетом влияния упрочнения, скорости и температуры на сопротивление деформации). При объемном напряженном состоянии напряжения могут достигнуть предела текучести, полученного из опыта простого линейного растяжения, но пластической деформации может еще не быть, либо пластическая деформация наступит раньше предела текучести в зависимости от направления остальных главных напряжений. Начало пластической деформации определяют согласно одной из теорий предельного состояния. [c.68]

В зависимости от плотности дислокаций и концентрации точечных дефектов скорость деформации и температура оказывают различное влияние на сопротивление сдвигу. Зависимость атермического сопротивления т , активационного объема у и высоты потенциального барьера Uq от напряжения и температуры, так же как и от состояния материала, ограничивают анализ установлением качественных закономерностей. [c.33]

Температура деформации оказывает более заметное влияние на изменение механических свойств, чем скорость деформации. Для большинства металлов с повышением температуры деформации наблюдается сначала незначительное, а затем интенсивное снижение всех характеристик сопротивления упругим и пластическим деформациям с более резким уменьшением коэффициентов упрочнения. Характер этих закономерностей зависит также и от природы металла. [c.31]

При холодной деформации влияние скорости деформации на сопротивление деформированию в большинстве случаев мало. Однако следует иметь в виду, что при высокоскоростных процессах холодного деформирования в области температур с полным упрочнением влияние увеличения скорости может оказаться настолько большим, что оно может привести к уменьшению сопротивления деформированию. При расчете усилий, потребных для деформирования стали как в холодном, так и в горячем состояниях, результаты испытаний образцов на разрывных машинах (истинное сопротивление при холодной деформации и предел прочности при горячей деформации) необходимо умно- [c.30]

При холодной обработке давлением ввиду незначительного изменения температуры металла из-за выхода тепла и незначительного влияния скорости деформации на сопротивление деформации моделирование осуществляется с достаточной для практики точностью. [c.285]

Силовыми параметрами имеющегося оборудования, учитывая, что высокие степени единичных деформаций требуют применения больших усилий и большой мощности привода. Для определения усилий при горячей обработке давлением необходимо иметь данные о влиянии температуры, скорости и степени деформации на сопротивление деформации (см. рис. 67—69). [c.356]

Для изотермического деформирования применяют гидравлические прессы, хотя для. этой цели можно использовать и другое оборудование. При этом скорость деформации может быть сколь угодно малой величиной и нижний ее предел ограничен только производительностью процесса. При уменьшении скорости деформации можно штамповать при значительно меньшем по сравнению с обычными условиями горячей штамповки сопротивлении металла деформированию. Например, сравнивали удельное усилие осадки в торец образцов диаметром 15 и высотой 20 мм из сплава ВТЗ-1 в обычных условиях на кривошипном прессе и в изотермических условиях на гидравлическом прессе без смазки при температуре 900° С. Температура нагрева штампов при штамповке на кривошипном прессе составляла 250° С. При деформации —60 % подстуживание торцов заготовки существенно не влияет на усилие деформирования. Отношение удельных усилий при штамповке на кривошипном прессе в условиях изотермической штамповки равно 2. Разница в усилии определяется только влиянием скорости деформации. Охлаждение заготовки при уменьшении ее толщины увеличивает усилие осадки на кривошипном прессе. При деформации 80% отношение удельных усилий составляет уже 2,8 [35]. [c.22]

Зависимости о,- = (е,), характеризующие влияние скорости деформации на сопротивление деформированию исследованных сплавов, качественно одинаковы (рис. 34). Из рисунка видно, что сопротивление деформированию и интенсивность упрочнения возрастают с увеличением скорости деформации во всем диапазоне температур. Особенно резко сопротивление деформированию повышается при скоростях деформации более 10 с . Сопротивление деформированию сплава ВТ5 при ковке на молотах [c.74]

После издания первого тома этой книги прошло несколько лет. Хотя успехи прикладной механики за последние десятилетия отмечены рядом глубоких статей и несколькими новыми книгами, посвященными математической теории пластического деформирования твердых тел, многие из этих исследований имеют сугубо теоретический характер и посвящены доказательствам принципов, практическая ценность которых еще неясна. Очень немногое из недавно написанного имеет целью наметить в механике деформируемых твердых сред новые перспективы, которые привели бы к лучшему пониманию тех задач, где в качестве переменных состояния берутся скорость пластической деформации и температура или учитывается влияние времени на сопротивление тел течению. Как ни странно, несмотря на огромное количество экспериментальных данных (рассеянных по специальным журналам), еще не удовлетворена все возрастающая потребность в нескольких исчерпывающих руководствах, в которых излагались бы основные сведения о деформировании твердых тел в диапазоне вплоть до температур плавления и делалась бы попытка объяснить законы взаимосвязей между скоростями пластической деформации и температурой. [c.8]

Нормальное влияние скорости деформации на напряжения течения выражается в увеличении последних с повышением скорости деформации. Аномальное влияние скорости деформации на сопротивление деформированию выражается в том, что у некоторых металлов и сплавов в определенной области температур с увеличением скорости деформации напряжения течения не увеличиваются, а уменьшаются. [c.183]

Например, при одинаковых скоростях деформации и равных температурах скорость отдыха алюминия значительно больше, чем кобальта. Если при данной температуре скорости упрочнения и отдыха алюминия одинаковы, влияние скорости деформации на сопротивление деформации велико. Для кобальта скорость отдыха [c.77]

С физической точки зрения сопоставление влияния скорости деформации на сопротивление деформации для различных металлов целесообразно не при равных температурах, а при температурах, пропорциональных температурам плавления, т. е. при гомологических температурах. При гомологических температурах чистые металлы и однотипные сплавы имеют одинаковый порядок диффузионной подвижности, и сопротивление деформации примерно одинаково зависит от скорости деформации. [c.78]

В заключение нужно отметить, что влияние скорости деформации на сопротивление деформации в условиях резания зависит от обрабатываемого материала и температуры, а следовательно, от положения рассматриваемого объема в зоне резания. [c.92]

С повышением температуры восстановление структуры кристалла возрастает сначала чрезвычайно медленно, а затем все быстрее и быстрее и при достаточно высоких температурах отдых успевает проходить полностью за время деформации. Чтобы ослабить действие температуры, необходимо значительно увеличить скорость деформации. Последняя оказывает небольшое влияние на величину критического скалывающего напряжения. Так, для монокристалла цинка и кадмия увеличение скорости деформирования в 200—300 раз вызывает повышение скалывающего напряжения всего на 15—20%, Критическое скалывающее напряжение этих монокристаллов в диапазоне температур от 20° С до близких к температуре плавления изменилось в три-четыре раза. Истинное сопротивление пластическому деформированию стали 10 повысилось на 48% при увеличении скорости деформации в 100 раз, а в диапазоне температур от 20 до 900° С изменилось в 7—9 раз. [c.47]

Истинная прочность деталей и характер разрущения сильно зависит от сопротивления отрыву 5 . Под сопротивлением отрыву понимается разрушающее напряжение при отсутствии пластической деформации. Сопротивление отрыву мало меняется от температуры и скорости деформации, тогда как сопротивление пластической деформации — предел текучести <3 , как правило, возрастает с понижением температуры и с увеличением скорости приложения нагрузки. На фиг. 3 приведена схема А. Ф. Иоффе, показывающая влияние температуры и скорости деформации на сопротивление отрыву 5 и на сопротивление пластической деформации, выраженное пределом текучести [2]. [c.10]

При горячей обработке металлов на сопротивление деформации влияют одновременно температура, скорость и степень деформации. Поэтому формулы для определения сопротивления деформации о должны учитывать влияние каждого из этих факторов. [c.6]

Из-за сложного характера зависимости пластичности материала от условий формообразования влияния температуры и скорости деформации на пластические характеристики обычно рассматривают совместно. Для реальных материалов изменение температуры или скорости деформации может приводить в одних случаях к уменьшению, а в других — к повышению пластичности. Обнаружено, что для чистых металлов зависимость пластичности и сопротивления деформированию от температуры имеет вид, близкий к следующему [c.16]

Область II — область с частичной динамической рекристаллизацией соответствует диапазону температур деформации 0i< 0(e)<02 и скоростей деформации егС < e(0)< ei. Здесь наиболее ярко выражено влияние скорости деформации на сопротивление деформации, пластичность и в целом на вид кривых а—е. В области [c.453]

Металлы и сплавы технической чистоты, как правило, имеют более сложные зависимости пластичности от температуры и скорости деформации. Несколько конспективное изложение материала, относящегося к этому разделу, связано с тем, что пластичность и сопротивление деформации в известной степени взаимосвязаны, поэтому, чтобы избежать повторений, дается краткий обзор, но относящейся только к пластичности. Физические механизмы при этом одинаковы, поэтому данный раздел необходимо рассматривать в совокупности с влиянием температурно-скоростных условий деформирования на сопротивление деформации. [c.511]

Повышение температуры в области 0>О,9 резко уменьшает деформируемость металла (перегрев и пережог). Увеличение скорости деформации сталей и сплавов, имеющих высокое сопротивление деформации, может сыграть отрицательную роль, так как незначительное повышение температуры под влиянием тепла деформации способствует оплавлению легкоплавких составляющих по границам зерен и разрушению (рис. 274,а). На микрошлифах, соответствующих этой области, видны по границам зерен следы легкоплавких эвтектик и внутреннего окисления (пережог). [c.516]

Медные образцы начиная с 200 °С окисляются толщина оксидной пленки увеличивается с повышением температуры и длительности испытания. При повышенной скорости деформации время действия атмосферного воздуха меньше, поэтому свойства меди лучше. Уменьшение скорости испытания увеличивает длительность коррозионного воздействия внешней среды. Активное влияние последней особенно заметно в том случае, если медь одновременно подвергается растягивающим усилиям, тогда как увеличение времени выдержки образцов перед испытанием более чем в 150 раз лишь немного уменьшает временное сопротивление и практически не оказывает влияния на пластичность, так как происходит поверхностное окисление образцов. [c.32]

Существенное влияние циклических свойств материала, режимов нагружения и температуры на сопротивление малоцикловому разрушению вытекает из данных, представленных ранее. Деформация нулевого полуцикла и число циклов Np до разрушения для циклически разупрочняющейся стали ТС при мягком нагружении (симметричный цикл напряжений) оказываются значительно меньше, чем для циклически упрочняющейся (с повышением температур) аустенитной нержавеющей стали Х18Н10Т. В первом случае это объясняется интенсивным накоплением квазистатических и усталостных повреждений, во-втором— отсутствием накопления квазистатических повреждений и уменьшающейся с увеличением числа циклов нагружения скоростью накопления усталостных повреждений, зависящей от ширины петли. Циклически стабильная при комнатной и слабо упрочняющаяся при повышенной температуре сталь 22к при мягком нагружении занимает промежуточное положение. При жестком нагружении (симметричный цикл деформаций) различия в деформациях и числах циклов Мр определяются только накоплением усталостных повреждений, зависящих в основном от располагаемой пластичности стали. При этом режиме нагружения различие в долговечностях получается меньше, чем при мягком, и меньшие долговечности соответствуют материалам, склонным к деформационному старению. [c.254]

Результаты испытаний приведены на рис. 96, 97. Увеличение скорости деформации при растяжении от б-Ю " сек-1 до 10 сек практически не влияет на характеристики пластичности при комнатной температуре, но существенно влияет на них при повышенных температурах. Интервал температур динамического деформационного старения и температура максимального развития его значительно повышается, температурный интервал динамического деформационного старения расширяется, а абсолютная величина эффекта по сравнению со статическим растяжением практически не изменяется Г95, с, 20 440 463]. Подобные данные получены Г. Н. Мехедом [464] при испытании на динамическое растялсение технического железа, В. С. Зотеевым [465] при испытании армко-железа и сталей Ст.З, 45, У10. Систематические исследования Л. Д. Соколова [466, 467] по изучению влияния температурно-скоростных условий деформирования на сопротивление различных металлов и сплавов пластической деформации, выполняемые преимущественно при деформации осадкой, также показывают, что с увеличением скорости деформации температура динамического деформационного старения повышается. Это обусловлено значительным повышением скорости перемещения дислокаций при увеличении скорости деформации. Динамическое взаимодействие между дислокациями и примесными атомами при возрастании скорости перемещения дислокаций возможно лишь при повышении температуры, стимулирующей соответствующее повышение скорости диффузии примесных атомов. При нарушении этого условия динамического взаимодействия между дислокациями и примесными атомами не происходит, эффект динамического деформационного старения отсутствует. [c.239]

Рис. 268. Влияние температуры испытаний на сопротивление деформации стали типа 07X17 (кручение) при скорости деформации 0,1 (/) и 10 с-1 (2). Химический состав см. на рис. 267

На основании общих физических представлений о поведении материала под нагрузкой его сопротивление деформированию определяется мгновенными условиями нагружения (температурой, скоростью деформации и другими ее производными в момент регистрации), а также структурой материала, сформированной в процессе предшествующего деформирования, который в п-мерном пространстве характеризуется траекторией точки, проекции радиуса-вектора которой — составляющие тензора напряжений (или деформаций) и время (начальная температура является параметром, характеризующим исходное состояние материала, и изменяется в соответствии с адиабатическим характером процесса деформирования). Специфической особенностью процессов импульсного нагружения является сложный характер нагружения (составляющие тензора напряжений меняются непропорционально единому параметру) и влияние времени. Невозможность экспериментального исследования материала при различных процессах нагружения (траекториях точки указанного выше л-мерного пространства) вынуждает исследователей использовать упрощенные модели механического поведения материала. Это обусловило развитие исследований по разработке теорий пластичности, учитывающих температурновременные эффекты [49, 213, 218] наряду с изучением физических процессов скоростной пластической деформации [5, 82, 175, 309]. Так, для первоначально изотропного материала исходя из гипотезы изотропного упрочнения связь тензоров напряжений и деформаций полностью определяется связью их инвариантов соответственно Ei, Ег, Ез и Ii, h, h- С учетом упругого характера связи средних напряжений и объемной деформации для металлических материалов (а следовательно, независимость от истории нагружения первых инвариантов тензоров напряжений и деформаций Ei, А) процесс нагружения определяется связью четырех оставшихся инвариантов и величины среднего давления. В классической теории пластичности [c.11]

Дислокационная модель пластической деформации позволяет объяснить сложный характер поведения материала под нагрузкой, в том числе различное влияние скорости и температуры на величЖу сопротивления материала- деформаций,-явление задержки текучести и эффекты, связанные с историей нагружения. Большое число параметров, характеризующих дислокационную структуру материала и динамику дислокаций, не позволяет на основании этой модели количественно определить поведение материала под нагрузкой. В связи с этим основой для построения модели материала и установления уравнений [c.16]

По результатам испытания титановых сплавов ОТ-4, ВТ 1-0 и стали Ст.З [170] в области нормальных температур влияние истории нагружения на сопротивление деформации со скоростью 10- —1Q2 С- несущественно, что позволяет отнести условия нагружения ко второй области плоскости (Т, е) и принять в ней Si = Ьупр = 0. [c.45]

Учет влияния степени и скорости деформации на сопротивление деформации осложняется тем, что с увеличением степени деформации снижается температура разупрочняющих процессов, повышаются выход тепла и температура деформируемого тела увеличение скорости деформации апособствует повышению температуры, снижая потери тепла в окружающую среду. Таким образом, увеличение скорости и степени деформации прямо повышают сопротивление деформации и косвенно, наоборот, снижают его. При горячей обработке, когда выход тепла невелик, упрочняющее действие обоих факторов преобладает, п сопротивление деформации повышается с увеличением степени и скорости деформации. [c.151]

Влияние степени и скорости деформации на упрочнение при горячей деформации особенно сильно прояв- ляется при обработке сплавов с пониженной скоростью и повышенной температурой рекристаллизации. Это характерно, например, для нержавеющих сталей аусте-нйтного класса. Такие сплавы имеют высокое динамическое. сопротивление деформации. [c.164]

Количественной характеристикой сопротивления образованию горячих трещин считают отношение минимальной пластичности сплава в ТИХ к разности температур верхней границы этого интервала и температуры минимальной пластичности Якр/ДГкр. Этот показатель, однако, не является универсальным, поскольку условия испытания по данной методике существенно отличаются от условий, возникающих при сварке реальных изделий. Речь идет в первую очередь о весьма высокой скорости деформации (50 мм1сек и более) и неизменности этой скорости при различных температурах. Эти факторы должны оказывать заметное влияние на температурные границы межкристаллического разрушения и пластичность металла в ТИХ [15, с. 190]. [c.116]

На фиг. 278 и 279 показаны две группы кривых, полученных при комнатной температуре и при 200° С, по которым можно определить влияние скорости деформации на прочностные свойства стали—на нижний предел текучести о , на временное сопротивление (напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, отнесенной к первоначальной площади поперечного сечения образца) и на полное удлинение в процентах. Эти величины, а также отношение па фиг. 280 отложены по оси ординат по логарифмической шкале оси абсцисс нанесены скорости деформации dzjdt (s—условное удлинение). Из рассмотрения фиг. 280 видно, что с увеличением скоростей деформации нижний предел текучести ву возрастает гораздо быстрее, чем временное сопротивление а , и что кривая, представляющая о , имеет пологий наклон. Последнее объясняется явлением старения , как известно, имеющим место в стали с низким содержанием углерода, даже при комнатной [c.355]

Влияние скорости и степени деформации на пластичность и сопротивление деформированию носит очень сложный характер. Объясняется это тем, что скорость и степень деформации одновременно оказывают как упрочняющее, так и разупрочняющее действие на деформируемый металл. Так, увеличение степени деформации, с одной стороны, увеличивает упрочнение металла, но, с другой стороны, уменьшая температуру рекристаллизации, одновременно интенсифицирует разупрочнение. В свою очередь, увеличение скорости деформации уменьшает время протекания процесса рекристаллизации и, следовательно, увеличивает упрочнение. Но с увеличением скорости деформации увеличивается количество теплоты пластической деформации, которая не успевает рассеяться в окружающую среду и вызывает разогрев металла. Увеличе 1ие же те.адпературы ведет к более интенсивному разупрочнению. [c.31]

Влияние скорости деформации. При выполнении технологических операций ковки и штамповки скорости деформации изменяются в широком диапазоне. Наименьшие скорости деформации (lO 1/с) можно наблюдать при штамповке на прессах, а наибольшие — (10 1/с) —при штамповке на высокоскоростных молотах. В литературе имеется много противоречивых сведений о влиянии скорости деформации на сопротивление пластическому деформированию, в том числе и применительно к холодной штамповке выдавливанием. Это объясняется тем, что при увеличении скорости деформации наблюдаются два взаимно противоположных эффекта. Во-первых, при увеличении скорости деформации повышается температура заготовки, поскольку с быстротечностью процесса резко уменьшается рассеяние (отвод) теплоты от заготовки, а с повышением температуры уменьшается напряжение текучести. Во-вторых, при повышении скорости деформации сопротивление деформированию возрастает из-за необходимости преодоления инерционных нагрузок. В результате взаимодействия этих явлений можно наблюдать различное проявление влияния скорости деформации. Так, В. Е. Фаворский при скоростях выдавливания 0,5 м/с наблюдал повышение температуры для алюминия до 230 С, для меди до 380° С и для сталей 10 и 15 до 410° С, что во многих случаях сопровождалось понижением сопротивления деформированию и увеличением пластичности. Экспериментальные исследования, выполненные В. Ф. Ураковым, показывают повышение температуры не более 120° С. Он пришел к выводу, что при скоростях деформирования в пределах 4 — 20 м/с выдавливание осуществляется в адиабатических условиях. Напряжение текучести при переходе от статических условий нагружения (0,002 м/с) к динамическим (4 м/с) возрастает для алюминия на 15%, а для свинца увеличивается в 2,5 раза. [c.20]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

При низких гомологических температурах явление рекристаллизации протекает настолько медленно, что диспергирование субмикроструктуры при пластической деформации не восстанавливается. При температурах 0>6i—температуры динамической рекристаллизации— величина и количество зерен в поликристалле изменяются, становятся зависимыми от скорости деформации, условий дальнейшего нагрева и охлаждения. Поэтому размер зерна оказывает влияние на скоростную зависимость сопротивления деформации скоростной ко- [c.470]

Величина д.у, оказывая влияние на термическую активацию, контролирует скорость релаксационных и раз-упрочняющих процессов. Она тем больше, чем выше д.у. Поэтому чувствительность сопротивления деформации к температуре для металлов с более высокими значениями Ед.у будет больше, т. е. диаграммы Ts—0 при е= onst и 8= onst будут круче, а показатели упрочнения rti(0) и 2(0) будут больше для металлов с большим значением д.у. [c.472]

По поводу влияния (у - -е)-перехода на механические свойства сложных кобальтовых сплавов информация вес ма ограниченна. При изучении свойств чистого поликристалли-ческого Со [8] в температурной области фазового перехода было установлено, что у г.п. Со коэффициент деформационного упрочнения в четыре раза выше, чем у г.ц.к. Со. С ростом температуры понижалось сопротивление разрушению и росла деформация, развиваемая к моменту разрушения, однако температурная зависимость сопротивления разрушению была в 10 раз выше у г.ц.к. Со также было и с пластичностью. Напротив, скорость ползучести у г.п. Со с ростом температуры возрастала быстрее, чем у г.ц.к. Со. [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...