Изменение структуры и свойств металлов при деформации

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ [c.17]

Изменение структуры и свойств металла при обработке давлением определяется температурно-скоростными условиями деформирования, в зависимости от которых различают холодную и горячую деформации. [c.60]

В соответствии с Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов -и котлов, действовавшей до 1 января 1983 г., наблюдение за изменением структуры и механических свойств металла осуществляли путем проведения периодических (через 20, 50, 80, 100 тыс. ч) исследований вырезок из специально подобранных на паропроводах контрольных участков. Многолетние исследования металла контрольных участков позволили выявить основные закономерности изменения структуры и свойств металла паропроводных труб при длительной эксплуатации. Исследования металла труб контрольных участков основывались на том, что эти трубы являются представительными для паропровода, имеют наименьшую толщину стенки и худшие свойства в исходном состоянии, и поэтому характеризуют наиболее слабое звено паропровода. Однако наибольшие остаточная деформация и разупрочнение не всегда наблюдаются на контрольном участке. [c.221]

В настоящее время оценку изменений структуры и свойств металла проводят путем периодических исследований вырезок из труб, имеющих повышенный темп роста остаточной деформации и накопивших за 100 тыс. ч. остаточную деформацию, превышающую половину допустимой. Вырезки из труб получают методом газовой резки или электросварки (рис. 7.8). При этом образцы должны располагаться на расстоянии не менее 20 мм от места среза. [c.221]

П. А. Ребиндер с сотрудниками впервые экспериментально показал существенные изменения физико-механических свойств металлов при деформации в условиях действия ПАВ [19]. В частности, при деформации как монокристаллических металлов, так и поликристаллических тел всегда наблюдается значительное измельчение пачек (полос) скольжения или зеренной структуры деформируемого металла. При этом тонкая система сдвигов хорошо обнаруживается на поверхности при больших увеличениях оптического микроскопа. Экспериментальные данные позволили установить, что уже в начальных стадиях деформирования в присутствии ПАВ появляется весьма равномерная система сдвигов толщиной 3— 4 мкм, в то время как на воздухе при той же скорости деформации формируются сдвиги (пачки скольжения) толщиной до 50 мкм. [c.199]

В зависимости от природы трущихся тел и внешних условий трения пластические деформации и, обусловленные ими искажения решетки могут способствовать развитию некоторых вторичных процессов. Изменяется химическая активность металлов, возрастает скорость диффузии, облегчаются условия схватывания металлов при совместном пластическом деформировании й стимулируется распад пересыщенных твердых растворов. Значительная часть работы, затрачиваемой на деформацию внешних слоев, преобразуется в теплоту трения. Изменение структуры и свойств металлов в сочетании с рядом вторичных процессов нередко приводят и к изменению характера разрушения соприкасающихся поверхностей при заданных условиях нагружения. [c.70]

Изменения, внесенные холодной деформацией в структуру и свойства металла, не необратимы. Они могут быть устранены, например, с помощью термической обработки (отжигом). В этом случае происходит внутренняя перестройка, при которой за счет дополнительной тепловой энергии, увеличивающей подвижность атомов, в твердом металле без фазовых превращений из множества центров растут новые зерна, заменяющие собой вытянутые, деформированные зерна. Так как в равномерном температурном поле скорость роста зерен по всем направлениям одинакова, то новые зерна, появившиеся взамен деформированных, имеют примерно одинаковые размеры по всем направлениям. [c.56]

Пластическая деформация вызывает изменение строения и свойств металлов и сплавов. На рис. 7.4, а показана структура стали до деформации. При деформации зерна поворачиваются и взаимно перемещаются по линиям скольжения. Значительное смещение вызывает [c.82]

Структура и свойства металлов после пластической деформации. При пластической деформации ПОЛ икр металлического металла наряду с внутрикристаллическими изменениями происходит вытягивание зерен вдоль направления деформации зерна приобретают волокнистую структуру (рис. 60) и определенную кристаллографическую ориентацию, которая называется текстурой. Текстурованный металл становится анизотропным. Ориентация, возникшая в процессе деформации, зависит от характера приложенного напряжения и кристаллического строения металла. [c.81]

В книге приведены общие соотношения для расчета гармонических составляющих э.д.с. накладного датчика в зависимости от коэрцитивной силы, остаточной и максимальной индукции ферромагнитных материалов при одновременном воздействии Переменных и постоянных полей. Даны рекомендации по выбору оптимальных значений намагничивающих полей и конструктивных элементов датчиков. Рассмотрены основные типы феррозондов с поперечным и продольным возбуждением. На основании общих соотношений теории дислокаций описаны процессы упрочнения, ползучести, изменения магнитных и механических свойств металлов при деформации и усталости нагружения. Даны рекомендации по применению методов и приборов по контролю качества термообработки и упругих напряжений, однородности структуры. [c.2]

Задача восстановительной термической обработки — регенерация структуры и свойств металла, который из-за длительной эксплуатации при высокой температуре претерпел глубокие структурные изменения, вызвавшие существенные ухудшения его механических свойств и накопление остаточной деформации. [c.119]

Упругая деформация. Упругой деформацией называют деформацию, влияние которой на форму, структуру и свойства тела устраняется после прекращения действия внешних сил. Упругая деформация не вызывает заметных остаточных изменений в структуре и свойствах металла под действием приложенной нагрузки происходит только незначительное относительное и обратимое смещение атомов. При растяжении монокристалла возрастают расстояния между атомами, а при сжатии атомы сближаются. При таком смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического отталкивания, поэтому после снятия нагрузки смещенные атомы вследствие действия сил притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние и кристаллы приобретают свою первоначальную форму и размеры. [c.69]

Наклеп — изменение структуры и свойств с увеличением плотности дефектов кристаллической решетки в веществах в результате пластической деформации. При наклепе уменьшаются пластичность и ударная вязкость, но повышаются твердость и прочность. Наклеп используется для поверхностного упрочнения изделий, но следует иметь в виду, что наклепанные металлы больше подвержены коррозии и склонны к коррозионному растрескиванию. [c.84]

Жаропрочность — весьма сложное свойство. Определяющими,, как и в прочности вообще, являются процессы деформации (ползучести) и разрушения. Однако в поведении металлов под нагрузкой при высоких температурах (Т 0,4 Гцл) имеется специфика, связанная с возрастанием роли температурного фактора. Особое значение приобретает стабильность заданной структуры. При высоких температурах возрастает интенсивность диффузионных процессов, что способствует изменению структуры и свойств. В условиях высокотемпературной деформации в дислокационных моделях, описывающих ползучесть и разрушение металла, необходимо учитывать и диффузионные процессы. [c.379]

Известно, что в результате холодной пластической деформации (наклепа, нагартовки) структура и свойства металлов и сплавов, в том числе и механические, меняются. Возрастают предел прочности, предел текучести, твердость, удлинение же и сужение падают. Проследим за изменениями, происходящими в микроструктуре чистой меди при деформировании. [c.89]

При выборе металлического материала для аппаратуры и машии, работающих при воздействии высоких температур, необходимо учитывать те изменения структуры и свойств, которые они при этом претерпевают. При высоких температурах происходит интенсивное окисление поверхности металлов, в особенности при воздействии на поверхность горячих газов, и происходит понижение прочности металлов, в результате чего обычные характеристики механических свойств (о и 0. ) уже не всегда являются показательными. Следует знать, что при длительном пребывании стали (исчисляемом сотнями и тысячами часов) в интервале температур 40Э— 00 в ней возможно возникновение тепловой хрупкости. Последняя выявляется ударной пробой. Тепловая хрупкость зависит от времени выдержки, химического состава стали и ее термообработки. В углеродистой стали тепловая хрупкость может возникнуть в том случае, когда в условиях эксплоатации она претерпевает пластическую деформацию. С точки зрения термической обработки закалка с последующим высоким отпуском тормозит возникновение тепловой хрупкости. [c.80]

Упругая и пластическая деформация в своей физической основе принципиально различаются друг от друга. При упругой деформации происходит обратимое смещение атомов из положений равновесия в кристаллической решетке. Упругая деформация не вызывает заметных остаточных изменений в структуре и свойствах металла. После снятия нагрузки сместившиеся атомы под действием сил притяжения (при растяжении) или отталкивания (при сжатии) возвращаются в исходное равновесное положение и кристаллы приобретают первоначальную форму и размеры. Упругие свойства материалов определяются силами межатомного взаимодействия. [c.70]

Теплота, выделяемая сварочным источником нагрева, распространяется на прилегающие ко шву участки основного металла. При нагреве и последующем остывании в этих участках изменяются структура и свойства металла. Участок основного металла подвергающийся в процессе сварки нагреву до температуры, при которой происходят видимые или невидимые структурные изменения, называют зоной термического влияния (околошовной зоной). Наряду с тепловым воздействием основной металл околошовной зоны, как правило, претерпевает и пластическую деформацию. [c.91]

Под тепловыми процессами при сварке принято подразумевать повышение температуры свариваемых изделий (и присадочного материала) под влиянием источников сварочного нагрева, распространение теплоты по изделию и отвод ее в окружающую среду. Источники сварочного нагрева оказывают тепловое воздействие на основной и присадочный металлы, в результате изменяются структура и свойства металла шва и околошовной зоны. В процессе сварки металл плавится, образуя сварочную ванну, а затем затвердевает в виде сварного шва. В зоне сварки жидкий металл взаимодействует с окружающей средой (шлаком и газом). Температура и длительность нагрева при сварке определяют, помимо явлений плавления и кристаллизации металла, прохождение целого ряда сопутствующих процессов в свариваемом материале структурные превращения, объемные изменения, упругопластические деформации и т.д. Эти процессы оказывают значительное влияние на качество сварного соединения и всей конструкции в целом. [c.34]

По методике ИМЕТ-1, разработанной автором и Г. Н. Клебановым в 1952—1954 гг. [107—111], тонкие ил стандартные стержневые образцы нагревают в специальной машине током и охлаждают в соответствии с заданными термическими циклами. В процессе нагрева или охлаждения образцы могут быть подвергнуты деформации или разрыву при заданной мгновенной температуре либо в заданном интервале температур (в зависимости от скорости деформации), а также могут быть резко охлаждены в воде с целью фиксации структурного состояния. Это позволяет исследовать кинетику изменения механических свойств и структуры металла в различных участках зоны термического влияния в процессе сварки и термообработки, а также программировать и осуществлять сложные температурно-деформационные воздействия при термомеханической обработке стали (методом растяжения). G помощью этой машины можно определять и конечные изменения структуры и свойств после полного охлаждения образцов до комнатной температуры. [c.59]

При сжатии подобных цилиндрических заготовок из одного и того же металла, но разных по размеру сопротивление деформации тем больше, чем меньше размер образца. С. И. Губкин объясняет этот эффект тем, что для меньшего по размерам образца создаются в большей степени условия для всестороннего объемного сжатия за счет относительно более сильного развития контактной поверхности и возникновения относительно больших напряжений сжатия от сил контактного трения. Однако эффект увеличения напряжения — незначительный, и, видимо, более существенное значение фактора FjV обусловлено большей относительной развитостью поверхности и за счет этого более существенным воздействием внешней среды на пластичность и сопротивление деформации меньших по объему образцов. При этом на изменение пластичности и сопротивление деформации оказывают влияние 1) окружающая среда 2) состояние поверхности слоев, сформировавшихся по структуре и свойствам в результате обработки резанием 3) контактное трение и поверхностное натяжение. [c.480]

Во второй части представлены результаты изучения физических свойств, кристаллической и дислокационной структуры металлов при деформации и термической обработке. На основе общих положений теории дислокаций описаны процессы упрочнения и ползучести, изменения магнитных, электрических и механических свойств при статическом и циклическом нагружении. Показано, что характером тонкой кристаллической структуры определяются свойства магнитомягких материалов и макроскопическая неоднородность. [c.4]

Нами были получены закономерности изменения пластичности при изменении структуры или условий деформации металла и тем самым построены основы новой теории формирования свойств металла при его обработке. [c.265]

При методе ИМЕТ-1 тонкие или стержневые образцы нагревают в специальной машине током и охлаждают в соответствии с заданным термическими циклами. В процессе нагрева или охлаждения образцы подвергают либо деформации, либо разрыву при заданной мгновенной температуре или в заданном интервале температур (в зависимости от скорости деформации). Их также можно резко охлаждать в воде, что л было зафиксировано структурное состояние. Этим методом можно определить и конечные изменения структуры и механических свойств после полного охлаждения образцов до комнатной температуры. Кроме того, это позволяет исследовать кинетику изменения механических свойств и структуры металла в различных участках зоны термического влияния в процессе сварки и термической обработки. [c.45]

В связи с изложенными факторами проводят эксплуатационный контроль температурного режима, термических перемещений и со стояния металла. Эксплуатационный контроль металла включает наблюдение за ростом остаточной деформации, изменениями структуры и механических свойств, состоянием сварных соединений и сохранением сплошности металла в местах конструктивных и эксплуатационных концентраций напряжения. Возможности эксплуатационного контроля металла должны быть предусмотрены при проектировании, монтаже, ремонтах и эксплуатации теплосилового оборудования. При длительной эксплуатации при высоких температурах я давлении свойства металла паропроводов и котлов изменяются, что проявляется в развитии процесса ползучести, окалинообразования, усталости, коррозии, эрозионного износа, а также в снижении работоспособности. Эксплуатационный контроль металла котлов и трубопроводов проводят в соответствии с требованиями Инструкции по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов И 34-70-013—84 Минэнерго. [c.210]

Пластическая деформация известна как эффективное средство формирования структуры металлов, сплавов и некоторых других материалов. В процессе деформации повышается плотность дислокаций, происходит измельчение зерна, растет концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Совокупность этих изменений способствует образованию специфической микроструктуры. Основные закономерности формирования структуры в процессе пластической деформации определяются сочетанием параметров исходного структурного состояния материала и конкретными условиями деформирования, а также механикой процесса деформации. При прочих равных условиях основная роль в формировании структуры и свойств материала принадлежит механике процесса деформации — если она обеспечивает однородность напряженного и деформированного состояний по всему объему материала, то процесс деформации является наиболее эффективным. [c.75]

Стадийность процессов пластической деформации и разрушения в работах [18, 19] рассматривается с учетом удельной энергии пластической деформации. Авторы выделяют три стадии на кривой деформации I - стадию интенсивного упрочнения, II - стадию обратимой повреждаемости и III - стадию необратимой повреждаемости. Каждой из этих стадий соответствует вполне определенное изменение структуры и ряда механических и физических свойств, что позволяет определять напряжение и соответствующую степень деформации, при достижении которых в металле возникает обратимая и необратимая повреждаемость так же, как и удельную энергию, расходуемую на развитие указанных процессов. В работе [20] показано, что изменение коэрцитивной силы также чувствительно к структурным изменениям, происходящим на разных стадиях деформирования углеродистых сталей, а С.Е. Гуревич и Т.С. МарьяновСкая [21] исследовали стадийность повреждения при статическом деформировании с использованием критерия Механики разрушения [c.40]

На основании результатов обследования определяется техническое состояние резервуара. В основу оценки технического состояния резервуара положены представления о возможных отказах, имеющих следующие причины наличие в металле и сварных соединениях дефектов, возникших при изготовлении, монтаже, ремонте или эксплуатации, развитие которых может привести к разрушению элементов резервуара изменения геометрических размеров и формы элементов (в результате пластической деформации, коррозийного износа и т.п.) по отношению к первоначальным формам и размерам, вызывающие превышение действующих в металле напряжений по сравнению с расчетными напряжениями изменения структуры и механических свойств металла в процессе длительной эксплуатации, которые могут привести к снижению конструктивной прочности элементов резервуара (усталость при действии переменных и знакопеременных нагрузок, перегревы, действие чрезмерно высоких нагрузок и т.п.) нарушение герметичности листовых конструкций в результате коррозийных повреждений. [c.270]

Механические свойства поверхностных слоев у металлов часто отличаются от внутренних вследствие изменения структуры и состава от выгорания, обезуглероживания, поглощения углерода, кислорода, водорода из окружающей среды, наличия внутренних напряжений вследствие деформации при структурных изменениях, вследствие различия теплового расширения структурных составляющих и т. п. [c.81]

Деформация металла в холодном состоянии при волочении сопровождается изменением его структуры и свойств. При этом твердость металла значительно повышается, пластичность, т. е. способность к дальнейшему волочению, теряется. [c.73]

При нагреве металл, подвергнутый холодной пластической деформации, становится более равновесным. В нем снимаются внутренние напряжения, теряются свойства наклепа, снова восстанавливаются первоначальные структура и свойства. При сравнительно невысоких температурах нагрева (для железа 450—500°С) снимаются напряжения II рода, но микроструктура остается почти без изменений, зерна по-прежнему вытянуты. Однако при тщательном наблюдении можно заметить, что границы зерен становятся более четкими, так как их травимость остается такой же, а травимость внутренней части зерна уменьшилась. [c.64]

Под наклепом понимают изменение структуры и свойств металла и прежде всего его упрочнение, вызванное чаще всего холодной пластической деформацией (т. е. деформацией при температуре ниже температуры рекристаллизации) или же фазовыми превращениями (из-за разности удельных объемов фаз) в последнем случае наклеп называют фазо1ВЫ М [c.710]

Если в процессе эксплуатации паропроводные трубы вследствие ползучести накопили остаточную деформацию более допустимой или произошло сильное изменение их структуры и свойств, то такие трубы заменяют или подвергают восстановительной термической обработке. В результате термической обработки устраняются те глубокие изменения структуры и свойств, которые обусловлены процессами ползучести и старения металла в эксплуатации. Оптимальный режим восстановительной термической обработки для сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ — нормализация (нагрев до 950— 1010 °С, выдержка 30—45 мин) и самоотпуск (охлаждение под слоем асбеста). При нагреве под нормализацию и во время выдержки происходит полная перекристаллизация [c.249]

Явление это называют упрочнением (наклепом). Изменение механических свойств состоит в том, что при холодной пластической деформации по мере ее увеличения возрастают характеристики прочности, в то время как характеристики пластичности снижаются. Металл становится более твердым, но менее пластичным. Изменения, внесенные холодной деформацией в структуру и свойства металла, пе необратимы. Они могут быть устранены, например, с помощью термической обработки (отжигом). В этом случае происходит внутренняя перестройка, при которой в твердом металле без фазовых превращений из множества центров растут новые зерна, поглощающие в конечном итоге вытянутые, деформированные зерна. Так как в равномерном температурном поле скорость роста зерен по всем направлениям одинакова, то новые зерна, появившиеся взамен дефор1Мированных, имеют примерно одинаковые размеры по всем направлениям. [c.85]

Эффект водородной хрупкости стали наиболее существенно проявляется в интервале температур от минус 20 до плюс 30°С и зависит от скорости деформации [18, 20]. Различают обратимую и необратимую водородные хрупкости. Охрупчивающее влияние водорода при его содержании до 8-10 мл/100 г в больщинстве случаев процесс обратимый, то есть после вылеживания или низкотемпературного отпуска пластичность металла конструкции небольшого сечения восстанавливается вследствие десорбции водорода. Обратимая хрупкость стали обусловливается, в основном, наличием водорода, растворенного в кристаллической решетке. Необратимая хрупкость зависит от содержания в стали водорода в молекулярном состоянии, который агрегирован в коллекторах, где он находится под высоким давлением, вызывающим значительные трехосные напряжения и затрудняющим пластическую деформацию стали. Пластические свойства металла при необратимой хрупкости пе восстанавливаются даже после вакуумного отжига, так как в структуре стали происходят необратимые изменения [21, 22] образование трещин по [раницам зерен, где наблюдается наибольшее скопление водорода, и обезуглероживание стали. [c.16]

Впоследствии было выяснено, что истиннс хрупкое разрушение может происходить лишь в очень немногих случаях.. В основном же, при росте трещины перед ее кончиком всегда возникает, так называемая, пластическая зона. По своей структуре и свойствам пластическгл зона напоминает металл в состоянии, близком к расплавленному. Изменение структуры материала в пределах пластической зоны -называется пластической деформацией. При наличии пластической деформации происходит иязкое разрушение. Оно наблюдается в пластичных материалах, когда пластическая деформация материала достигает такой величины, что он разделяется на две части. Разрушение происходит в результате процесса зарождения, слияния, и распространения внутренних пор. Подробно механизмы протекания пластической деформации будут описаны в главе 4. [c.19]

Понятие "технологическая наследственность" — условное. Она определяется соотношением изменений физико-механических и электрохимических свойств металла при предшествующей и последующей обработках. Если финишная операция, например шлифовка, предусматривает удаление сравнительно толстого слоя металла, глубина которого превышает глубину деформации металла при предшествующей механической обработке, то явления технологической наследственности может не наблюдаться, Здесь под глубиной деформации понимается не только толщина слоя, структура которого при металлографическом анализе отличается от сруктуры сердцевинных зон металла, но и более глубокие изменения в танкой структуре, которые при металлографическом анализе не различаются. [c.169]

В условиях многоосного напряженного состояния аморфные металлы можно подвергать значительным деформациям при прокатке,, изгибе, волочении (см. гл. 8). Пластическая деформация при таких обстоятельствах, естественно, отражается на свойствах аморфных металлов. Это проявляется главным образом через изменение структуры и повышение уровня внутренних напряжений. Упругая энергия накапливается за 4ieT концентрации напряжений вблизи [c.293]

Эффект водородной хрупкости проявляется максимально в интервале температур от -20 до +30 °С и зависит от скорости деформации [11]. Охрупчивающее влияние водорода при содержании его до 8-10 мл/100 г — процесс обратимый, т. е. после вылеживания или низкотемпературного отпуска пластичность конструкции не слишком большого сечения обычно восстанавливается вследствие десорбции водорода из металла. Обратимая хрупкость стали обусловливается растворенным в кристаллической решетке водородом. Необратимая хрупкость зависит от содержания водорода в стали в молекулярном состоянии, агрегированного в коллекторах, где он находится под высоким давлением, вызывающим большие трехосные напряжения и затрудняющим пластическую деформацию стали. Пластические свойства металла при необратимой хрупкости не восстанавливаются даже после вакуумного отжига, в структуре стали происходят необратимые изменения [34, 51] образование трещин по границам зерен, где наблюдается преимущественное скопление водорода, и обезуглероживание стали. [c.12]

Разработка режимов ТЦО в каждом конкретном случае носит индивидуальный характер и не может быть механически перенесена от одного материала к другому. Однако представляется возможной формулировка общих принципов ТЦО для многих материалов. Поэтому в дальнейшем структурные изменения металлов при ТЦО рассмотрены в основном на примерах сталей, чугунов и алюминиевых сплавов. Следует отметить также, что принципиальных противопоказаний применения ТЦО к любым термоупрочняемым, а иногда и к нетермоупрочняемым материалам нет. Смысл заключается в том, чтобы из всего многообразия происходящих процессов, кристаллизации, растворения и выделение фаз, напряжений и деформаций дать развитие в нужной степени только тем, действие которых ведет к достижению оптимальных структуры и свойств. [c.5]

Жаропрочность низколегированных хромомолибденованадиевых перлитных сталей повышается после холодной пластической де( юрмации до 15% при допустимом уровне пластических свойств. Различное влияние оказывают при изготовлении гибов пластические деформации в пределах 7, 15, 25, 40% на изменение структуры и физико-механических свойств стали 12Х1МФ. Холодная де( юрмация на величину выше 25% снижает жаропрочность и особенно пластичность [22]. При гнутье следует также учитывать, что иногда в процессе изготовления некоторых труб, например, продольносварных газопроводных большого диаметра металл подвергается наклепу при обжатии и изгибе. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...