Деформация, разрушение и схватывание металлов

В учебнике описаны строение и основные свойства металлов, обрабатываемых сваркой, а также процессы деформации, разрушения и схватывания, лежащие в основе образования сварного соединения. Приведены краткие сведения об основных источниках тепла, применяемых в сварке, основы теории распространения тепла и примеры применения ее к сварочным процессам. Даны основные сведения по химической термодинамике, физической химии и диффузии, необходимые для понимания металлургических процессов при сварке и пайке. Рассмотрены основные вопросы свариваемости металлов. [c.2]

Упрощенная схема процесса н начальной фазе выглядит следующим образом перемещение и деформация поверхностей под действием переменных касательных напряжений коррозия разрушение окисных и других пленок обнажение чистого металла и местное схватывание разрушение очагов схватывания и адсорбция кислорода на обнаженных участках. [c.141]

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]

Данные этих исследований объясняют смазывающее действие поверхностных пленок, в том числе и сульфидных, тем, что при трении эти пленки предотвращают схватывание металлов и локализуют разрушение микроконтактов благодаря меньшему сопротивлению сдвигу, так что это разрушение не вызывает пластических деформаций, распространяющихся в глубь металла. При этом, однако, возникает вопрос, может ли такое повышение противозадирных свойств металлов, достигаемое за счет легкости разрушения поверхностных слоев трущихся металлов, означать аналогичное увеличение их износостойкости в условиях длительной эксплуатации и не будет ли, наоборот, повышаться интенсивность изнашивания. [c.106]

При сварке трением происходят сложные явления нагрев, пластические деформации, возникновение и разрушение очагов схватывания, взаимная диффузия металла, рекристаллизация металла, химические соединения и т. п. [c.14]

Схватыванием I рода является процесс возникновения локальных металлических связей, их деформации и разрушения с отделением частиц металла или налипанием на поверхность контакта. [c.13]

Применение в гидравлических агрегатах пары трения металл по металлу также связано с определенными трудностями. Так, например, при взаимодействии бронзовой направляющей втулки и стального цилиндра гидродомкрата возможно появление сопутствующего износа — схватывания 1-го рода, т. е. интенсивного разрушения поверхностей деталей при трении. Выражается это в пластической деформации поверхностных слоев, возникновений [c.40]

Процесс схватывания первого рода возникает и развивается главным образом в результате обычной пластической деформации поверхностных слоев металла под действием механических сил, возникающих при трении. Пластическая деформация в этом случае способствует образованию ювенильных поверхностей трения металлов, их сближению, образованию металлических связей и обусловливает интенсивность и характер разрушения поверхностей трения. Этот процесс не связан с влиянием температуры и диффузионными явлениями. [c.8]

Процесс схватывания первого рода вызывает наиболее интенсивное разрушение поверхностей трения, приводит к образованию шероховатых поверхностей с глубокими вырывами и налипшими частицами металла, упрочнению трущихся поверхностных слоев металлов вследствие возникающих значительных пластических деформаций и снижению объемной усталостной прочности деталей. Поверхности трения деталей машин в результате изнашивания в условиях схватывания первого рода представляют собой беспорядочное скопление впадин, выступов и продольных борозд разной величины и формы, следы пластического течения металла по направлению перемещения трущихся пар. На твердых поверхностях имеют место следы хрупкого разрушения металла, [c.15]

В условиях схватывания второго рода пластические деформации и разрушение трущихся поверхностей происходят в тончайших поверхностных слоях металлов в отличие от схватывания первого рода, при котором деформации и разрушение металлов происходят в более толстых трущихся поверхностных слоях. [c.17]

На поверхности трения испытуемых образцов возникает и развивается процесс схватывания первого рода с характерным разрушением поверхностей трения, аналогичным разрушению в реальных деталях шасси. Образуются глубокие вырывы металла, происходит пластическая деформация и упрочнение поверхностных слоев металла, при этом вал и образцы интенсивно изнашиваются (фиг. 93). Процесс схватывания возникает сразу же после начала испытания во время первого оборота вала. [c.121]

Схватывание II рода—процесс недопустимой повреждаемости поверхностей трения, выражающийся в возникновении местных металлических связей, их деформации и разрушении, выражающемся в образовании трещин, намазывании, переносе металла и отделении частиц с поверхностей трения. При этом виде повреждения скорость процесса образования металлических связей превышает скорости других процессов и становится преобладающей. Возникновение металлических связей при схватывании II рода обусловлено нагреванием, размягчением, деформацией и контактированием юве- [c.264]

Схватывание II рода возникает при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями, при интенсивном повышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности. При схватывании происходят недопустимые повреждения трущихся поверхностей в результате возникновения металлических связей, их деформации и разрушения с отделением частиц, налипания и намазывания поверхности контактов. [c.97]

Согласно дислокационной гипотезе при совместной пластической деформации дислокации выходят на контактные поверхности металлов, в результате чего происходит разрушение окисных пленок и образуются ступеньки высотой в одно межатомное расстояние. В первом случае считают, что выход дислокаций на контактную поверхность металла уменьшает сопротивление пластической деформации, способствуя соединению металлов, во втором случае исходят из предположения, что выход дислокаций на поверхность увеличивает ее рельефность. Это создает условия для значительно большей пластической деформации контактных поверхностей, чем внутренних объемов металла. Следовательно, процесс сцепления является результатом пластического течения металла в контактной зоне. Авторы дислокационной гипотезы Ж Фридель, Е. И. Астров и др. считают, что при протекании процесса схватывания возможны также диффузионные процессы,но в объяснении механизма схватывания их взгляды расходятся. [c.14]

В зависимости от этих факторов за основу классификации видов разрушения были приняты механические, физические и химические процессы, протекающие в зоне контакта. При этом виды повреждения поверхностей контакта разделены на допустимые и недопустимые.. Допустимым видом дзноса-яв яётся окислительный, когда в пр оцессе пластической деформации тончайших поверхностных слоев металлов (глубиной 100—200 А°) происходит резкое увеличение плотности дислокации и концентрации вакансий, активизация металла и немедленное взаимодействие активизированных слоев с агрессивными компонентами окружающей среды (кислород воздуха). При этом возникают тонкие пленки окислов, защищающие металл поверхностных слоев от схватывания, но вместе с тем создающие предпосылки для его последующего разрушения. [c.102]

Mj en. Максимальная удельная нормальная нагрузка 120кг/сл12. При отсутствии динамической нагрузки и равномерном вращении цапфы траверсы как на ее поверхности, так и на поверхности подшипника происходит интенсивное схватывание металла и разрушение узлов схватывания. Одновременно вследствие пластической деформации поверхностные объемы металла упрочняются на значительную глубину (фиг. 1). [c.10]

Таким образом, проведенные исследования показали, что при внедрении детали из стали Х18Н9Т в алюминиевые сплавы АД1 и АМгЗ при температуре 400° С пластическая деформация стали на глубину порядка 500 А в первом случае и 10 ООО А во втором случае обеспечивает схватывание металлов по всей поверхности контакта с образованием соединения, равнопрочного алюминиевому сплаву (разрушение сварных соединений происходит по основному материалу с меньшим пределом прочности). При снижении температуры или изменении других параметров процесса сварки прочность соединения уменьшается. Анализ дислокационной структуры поверхностного слоя показал, что декорирование наблюдается не только в макроскопическом масштабе, но и в микроскопическом на отдельных единичных дислокациях (рис, 3). При этом на электронно-микрогжопических картинах наблюдаются мельчайшие клубки второй фазы, которые светятся при темнопольном изображении и декорируют дислокацию лишь с одного конца, а именно с того, который выходит на свободную контактную поверхность раздела материалов. Второй же конец дислокаций, выходящий на другую поверхность, образовавтнуюся в результате приготовления пленки и утонения образна, не декорирован фазой. [c.102]

Среднее значение статического коэффициента сухого трения для пары титан—титан [136] равно 0,61, а динамического — 0,47— 0,49 (при скорости 1 см/с). Относительно тонкая естественная окисная пленка на титане легко разрушается при трении за счет высоких удельных нагрузок в точках контакта (на неровностях поверхности), благодаря значительно более высокой пластичности титана, чем у окисной пленки. На локальных участках контакта двух поверхностей происходит явление схватывания. Этому способствует и ряд других свойств титана повышенная упругая деформация из-за более низкого (например, чем у стали) модуля упругости, более низкая теплопроводность и др. Так как титан легко наклепывается при пластической деформации, связи, воз-никающ,ие в местах контакта (холодная сварка), на наклепанном металле более прочны, чем прочность основного металла. Кроме того, благодаря выделению теплоты трущаяся поверхность металла обогащается газами из окружающей среды, что также повышает прочность поверхностного слоя. Поэтому разрушение образовавшихся связей обычно происходит в глубине основного металла и повреждения на трущихся поверхностях из титана носят так называемый глубинный характер со значительным наволакиванием и вырывами металла. [c.182]

Обработка осциллограмм изменений сил сдвига при образовании очагов схватывания позволила установить особенности протекания этого процесса для различных металлов. На осциллофамме процесс образования и разрушения мостиков схватывания фиксируется (рис. 8,15) скоростью возрастания силы сдвига (углом подъема и tga), скоростью падения нафузки (углом Р и tg Р). Больший угол подъема силы, а следовательно, ее значение свидетельствует о том, что процесс упрочнения проходит с большей интенсивностью. Ббльшие значения углов Р имели место при вязком разрушении металла, сопровождающемся высокой пластической деформацией, малые - при хрупком. Отношение tgP и tga является своеобразной мерой изменчивости процесса схватывания на двух его фазах (образование и разрушение связи). [c.326]

Экспериментальные исследования и опыт эксплуатации различных пар трения показа. и. что основными причинами изнашивания являются пластические деформации. разрушение шероховатостей и окисных пленок, адгезионное схватывание и перекос металла с одной детали на другую разрушение моьтиков схватывания наводороживание и окислительные процессы и др Установлено также, что механизм и характер разрушения рабочих поверхностей пар трен качения отличны от повреждений пар трения скольжения. В связи с этим рассмотрим основные виды изнашивания, присущие ука-заниым видам движения. Название вида изнашивания часто определяется доминирующей причиной, вызывающей разрушение поверхностей деталей, [c.106]

Таким образом, в результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные пленки. По мере разрушения пленок образуются узлы схватывания, приповерхностные слои металла нагреваются, немного размягчаются и под действием сжимающего усилия пластически деформируются, свариваемые по-вер1сности сближаются до расстояния действия межатомных сил, возникает прочное сварное соединение. [c.120]

Б. И. Костецкий, И. Г. Носовский и Л. И. Бершадский [36], руководствуясь положением о едином дислокационно-вакансионном механизме схватывания и окисления, считают, что модель износа при высоких температурах состоит из нескольких этапов пластической деформации (текстурирования), структурной и термической активации металла, образования вторичных структур, их разрушения. [c.9]

Такой подход определяет возможность построения физической модели нормального трения и износа для выбора общих критериев оценки износостойкости и антифрикционности и разработки методов управления процессами трения и износа. В основу этой модели положены представления о едином дислокационно-вакан-сионном механизме схватывания и окисления. Модель может быть представлена четырьмя этапами I — пластическая деформация (текстурирование), II — структурная и термическая активация металла, III — образование вторичных структур, JV — разрушение вторичных структур. [c.36]

Схватывание I рода развивается в результате интенсивной пластической деформации поверхностных слоев здеталла, приводящей к разрушению окисных пленок и формированию контакта между чистыми поверхностями. В результате схватывания I рода происходит глубинное вырывание и перенос менее прочного металла на более прочный. [c.258]

Научная и практическая актуальность проблемы исследования физических закономерностей пластической деформации и разрушения поверхностных слоев твердого тела обусловлена тем обстоятельством, что свободная поверхность, являясь специфическим видом плоского дефекта в кристалле, оказьтает сзш1ественное влияние на его физико-механические свойства, в частности на упругую стадию деформирования, предел пропорциональности и предел текучести на общий характер кривой напряжение—деформация и различные стадии деформационного упрочнения (на коэффициенты деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий) на процессы хрупкого и усталостного разрушения, ползучести, рекристаллизации и др. Знание особенностей и основных закономерностей микродеформации и разрушения поверхностных слоев материалов необходимо не только применительно к обычным методам деформировани (растяжение., сжатие, кручение, изгиб), но и в условиях реализации различного рода контактных воздействий, с которыми связаны многочисленные технологические процессы обработки материалов давлением (ковка, штамповка, прокатка и др.), а также процессы трения, износа, схватывания, соединения материалов в твердой фазе, поверхностных методов обработки и упрочнения, шлифования, полирования, обработки металлов резанием и др. [c.7]

От застойной зоны и нароста следует отличать налипы. Налипы в форме наслоений большей или меньшей величины появляются почти на всей площади контакта в тех местах, где по тем или иным причинам в данный момент поверхность инструмента или стружки является физически чистой. По данным проф. П. В. Тимофеева, структура налипов соответствует основной структуре обрабатываемого металла, и их образование есть результат возникновения и разрушения адгезионных мостиков схватывания. У границы зоны вторичной пластической деформации стружки налипы представляют собой вытянутые в направлении схода стружки наслоения длиной до 10 мкм и высотой 3—5 мкм, ширина налипов достигает 5— 10 мкм, расстояние между ними 10—15 мкм. За продольными (строчечными) налипами располагаются округленные налипы размером 5—8 мкм вблизи заторможенной зоны и приблизительно 1 мкм у границы завивания стружки. Наличие на поверхности контакта налипших частиц, бугорков обусловливает образование между ними неплотностей, каналов, по которым внешняя среда проникает в зону трения. В основной части дискретного контакта возникают зазоры (неплотности) размером до 5—8 мкм. Такова картина контакта при пониженных режимах резания. С повышением скорости резания она меняется. [c.29]

При сварке разнородных материалов эф-феет разрушения усиливается из-за различия в их пластических свойствах. Металл заготовок на чистых от загрязнений участках проявляет способность к схватыванию. Это состояние рассматривают как первую стадию процесса. Дальнейшее распространение процесса сварки на всю площадь соединяемых заготовок при последующей деформации зависит от ассимиляции оставшихся газов в контактной зоне материалом заготовок. Возможными механизмами, способствующими этому, являются растворение газов в металле и химическое взаимодействие их (связывание) с компонентами самого материала и оксидами. [c.499]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...