Напряжения второго рода

Внутренние напряжения второго рода возникают внутри зерна или между соседними зернами. [c.300]

Внутренние напряжения второго рода возникают между различными фазами вследствие того, что у них разные коэффициенты линейного расширения, или из-за образования новых фаз, имеющих разные объемы. Внутренние напряжения второго рода не зависят от тех факторов, от которых зависят напряжения первого рода, например скорости охлаждения и других факторов. Поскольку внутренние напряжения второго рода возникают между отдельными. элементами структур, их иногда называют структурными напряжениями, а внутренние напряжения первого рода — термическими напряжениями. [c.300]

В рассмотренных ранее случаях упрочнение (высокая плотность дислокаций) достигалось мартенситным превращением. Образующийся мартенсит в углеродсодержащих сталях имеет мелкоблочное строение и большие напряжения второго рода. Уменьшение содержания углерода уменьшает ширину размытия линий рентгенограммы мартенсита (уменьшает плотность дислокаций в мартенсите) и при очень малом содержании углерода (например, 0,03%С) прочность мартенсита (игольчатого феррита) не превосходит 100—120 кгс/мм . Однако, если [c.393]

Особенностью этого вида разрушения по сравнению с обычной коррозионной усталостью является соизмеримость периодически напряженных участков с размерами отдельных кристаллов металла (напряжения второго рода). В связи с этим на кавитационную стойкость сплавов большое влияние оказывают механическая прочность, структура и состояние границ зерен сплава. Например, чугун с шаровидным графитом более устойчив к кавитации, чем обычный чугун, а еще более устойчивы стали. [c.341]

Следовательно, уровень напряжений второго рода при сварке с РТЦ на 25-30% ниже, чем при сварке с предварительным нагревом. [c.153]

Момент окончания процесса приработки может быть определен также по величине остаточных напряжений второго рода в поверхностных слоях трущихся тел, так как эти напряжения более четко определяют характерные стадии изнащивания, по сравнению с коэффициентом трения или кривой накопления износа [58]. Как показывает опыт, достаточно надежным и простым способом является регистрация силы трения и температуры, изменяющихся во времени, по установившемуся значению которых судят об окончании приработки. [c.21]

Локальный рентгеноструктурный анализ показал наличие значительных остаточных напряжений первого рода — до 200 МН/м (20 кгс/мм ) в материале швов, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием, и их отсутствие в случае электродов с рутиловым покрытием. В первом случае остаточные напряжения второго рода достигали 500 МН/м (50 кгс/мм ), а во втором были в среднем на 200 МН/м (20 кгс/мм ) меньше. [c.224]

Как правило, разрушения начинаются в поверхностной или подповерхностной зоне, когда прочность здесь окажется меньше внутренних растягивающих напряжений. Термообработанные металлические сплавы всегда находятся в структурно-напряженном состоянии. В небольшом объеме между соседними зернами растягивающие напряжения (напряжения второго рода) череду ются с сжимающими [Л, 1], [c.156]

Можно считать установленным, что пластические сдвиги, возникающие в металле под действием циклической нагрузки, приводят к наклепу и перераспределению напряжений как между зернами, так и внутри самих зерен. Наклеп для многих металлов сопровождается увеличением твердости. Пластическая деформация накапливается в результате скольжения и двойникования вдоль тех же кристаллографических плоскостей и по тем же направлениям, что и при действии статических нагрузок. И. А. Одинг дополнил эту теорию, обратив внимание на то, что циклические повторяющиеся напряжения вызывают в металле два одновременно протекающих явления упрочнение и разупрочнение Л. 31]. Упрочнение связывается с наклепом и старением, а разупрочнение — с появлением напряжений второго рода, искажений третьего рода, дроблением кристаллов на блоки. [c.159]

Рис. 62. Зависимость напряжений второго рода в стали 45 от температуры испытаний при ударе (а) и при трении (б) об абразивную поверхность.

При наличии напряжений первого рода все кристаллы деформируются примерно одинаково. При атом изменяется угол t[>. Наличие напряжений второго рода проявляется на разных кристаллах по-разному. Следовательно, угол д для соседних кристаллов будет различным. Это сказывается на том, что затемненная полоса на пленке расширяется. На рис. 62 показано изменение плот- Рис. 62. [c.101]

Причины нестабильности геометрической формы, размеров и физико-механических свойств металлических деталей. Причинами нестабильности геометрических свойств металлических деталей в основном являются наличие и постепенная релаксация внутренних напряжений и структурная нестабильность. Так, например, непостоянство размеров некоторых деталей машин (специальных осей, подпятников и т. п.), имеющих простую форму и высокую твердость, определяется преимущественно структурным фактором. На стабильность размеров деталей типа корпусов, каркасов, тонкостенных обечаек и т. п., имеющих сложную форму, часто недостаточную жесткость, основное влияние оказывают остаточные внутренние напряжения. Остаточные внутренние напряжения подразделяются (в порядке убывающей значимости) на фазовые или структурные, тепловые (термические), первичные усадочные (в отливках), возникающие в результате механического наклепа и вследствие химического воздействия на поверхность детали. Существенное влияние на стабильность размеров могут оказывать микроскопические напряжения первого рода. Дополнительное влияние на размеры могут оказывать напряжения второго рода, уравновешивающиеся в масштабе отдельных зерен в тех случаях, когда микронапряжения обладают общей ориентировкой (т. е. не погашаются взаимно вследствие противоположной направленности). [c.405]

Основным средством стабилизации структуры и уменьшения внутренних напряжений является отпуск, применяющийся как для закаленных, так и для термически неупрочненных, но наклепанных при механической обработке деталей. Вследствие нагрева при отпуске увеличивается подвижность атомов металла, облегчается их перегруппировка в более устойчивые фазы, понижается сопротивление микродеформации, которая способствует разрядке напряжений второго рода. Наиболее выгодно производить отпуск детали при высшей допустимой температуре нагрева, так как эффективность отпуска быстро возрастает с повышением температуры. Продолжительность выдержки имеет значительно меньшее значение. Так, например, отпуск стали в течение 15 мин при температуре 450° С примерно эквивалентен отпуску в течение 10 ч при температуре 300° С отпуск при температуре 650° С в течение 15 ч — отпуску в течение 150 ч при температуре 550° С. [c.409]

Структурные напряжения могут быть как первого, так и второго или третьего рода. И если образование напряжений первого рода можно объяснить приведенным выше механизмом, то образование напряжений второго рода связано с неодно-временностью по объему детали процесса распада аустенита. Так как сначала из раствора выпадают составляющие с меньшей концентрацией твердого раствора, то в течение определенного промежутка времени структура остается гетерогенной аустенитно-ферритной. Такая структура подвержена напряжениям в результате различия удельных объемов обеих составляющих, причем напряжения второго рода будут тем выше, чем больше склонна сталь к переохлаждению аустенита. [c.211]

Напряжения второго рода уравновешиваются в объемах порядка одного зерна их иногда называют кристаллит-н ы м и. [c.77]

Источником напряжений первого рода являются температурные гр енты во всем объеме конструкционного элемента или ограниченная термическая деформация. Напряжения второго рода вызываются различным температурным коэффициентом линейного расширения отдельных фаз, анизотропией термического расширения отдельных зерен, а также различным объемом составляющих структуры. [c.10]

Остаточными напряжениями называют напряжения, существующие в теле при отсутствии внешних силовых воздействий на него. Наличие этих напряжений обусловлено неравномерностью температуры по объему тела, образованием во время нагрева или охлаждения новых структур с иной плотностью, наличием включений и др. Остаточные напряжения образуют равновесную систему. В зависимости от объема, который охватывается этой системой, различают собственные напряжения трех родов. Напряжения первого рода уравновешиваются в крупных объемах, соизмеримых с размерами детали напряжения второго рода (микронапряжения) уравновешиваются в пределах одного или нескольких кристаллических зерен напряжения третьего рода — субмикроскопические искажения кристаллической решетки. Напряжения второго и третьего рода не имеют ориентировки относительно осей детали. [c.52]

Нагрев поверхностного слоя металла при обработке обусловливает образование в нем температурных напряжений. Допустим, что в процессе обработки цилиндрической детали слой 1 (рис. 2.12) находится в состоянии ползучести. В этом слое внутренние напряжения отсутствуют, а если до того существовали остаточные напряжения, то они снимаются. В слое 2 с температурой ниже но выше нормальной возникают напряжения сжатия, а в слое 3 — растяжения. Напряжения эти временные. Как только наружный слой охладится до температуры tp, он станет упругим. Встречая сопротивление сокращению, он оказывается растянутым в окружном направлении. В слое 2 сжимающие напряжения возрастают. При дальнейшем охлаждении до полного выравнивания температуры по глубине металла растягивающие напряжения в слое 1 возрастают, а в слоях 2 и 3 устанавливается система уравновешивающих сжимающих напряжений. По характеру остаточные температурные напряжения, равно как и обусловленные пластической деформацией, являются напряжениями первого рода. Однако из-за неодинакового тепловыделения на смежных участках обрабатываемой поверхности и различной степени пластической деформации возникают также остаточные напряжения второго рода. [c.53]

При ЭТОМ следует учитывать, что увеличение степени измельчения блоков вызывает рост напряжений второго рода и изменение других элементов тонкой структуры. Эти факторы также способствуют увеличению сопротивляемости микрообъемов стали пластической деформации при микроударном воздействии. [c.175]

Пренебрегая массой рельса, мы приводим задачу об определении динамических напряжений, вызываемых катящимся колесом, к исследованию колебаний системы с одной степенью свободы. Приходится различать два рода динамических напряжений а) напряжения, вызываемые неровностями по окружности колеса или поверхности рельса, и б) напряжения, вызываемые избыточными противовесами и несовпадением центра тяжести колеса с осью вращения. Динамические напряжения первого рода зависят от глубины впадин и их формы, но не зависят от скорости движения (конечно, пока мы пренебрегаем массой рельса), так как в окончательные формулы войдет лишь время, потребное для пробега впадины. Меняя длину впадины пропорционально скорости движения, мы можем получить один и тот же динамический эффект при различных скоростях. Динамические напряжения, вызываемые избыточными противовесами, возрастают с увеличением скорости движения, и это возрастание идет быстрее квадрата скорости. Особенно большое значение динамический коэффициент может получить для сил инерции движущихся взад и вперед частей, так как период этих сил вдвое меньше времени полного оборота колеса. При выяснении вопроса о возможности увеличения скорости движения в связи с прочностью пути приходится иметь в виду главным образом динамические напряжения второго рода. [c.357]

Изменение напряжений второго рода, дисперсности микроструктуры и глубина диффузии легирующих элементов в результате упрочняющей обработки [c.623]

Напряжения второго рода возникают вследствие неоднородности кристаллического строения и различия физико-механических свойств фаз и структур сплавов. Фазы, например в черных металлах, феррит, аустенит, цементит, графит обладают различной кристаллической решеткой их плотность, прочность и упругость, теплопроводность, теплоемкость, характеристики теплового расширения различные. Структуры, представляющие собой смесь фаз, например перлит в сталях, а также закалочные структуры, в свою очередь, обладают отличными от смежных структур свойствами. Различие кристаллической ориентации зерен металла обусловливает анизотропию физико-механических свойств микрообъемов металла. В результате совместного действия этих факторов возникают внутри-зеренные и межзеренные напряжения еще в нронессе первичной кристаллизации и при последующих прев эащениях во время охлаждения. При высоких температурах напряжения уравновешиваются благодаря пластичности материала. Однако они проявляются в низкотемпературной области, возникая при фазовой перекристаллизации и выпадении вторичных и третичных фаз (фазовый наклеп), при каждом общем или местном повышении температуры (из-за различия теплопроводности и коэффициентов линейного расширения структурных составляющих), приложении внешних нагрузок (из-за различия и анизотропии механических свойств), а также нрп наклепе, наступающем в результате общего или местного перехода напряжений за предел текучести материала. [c.152]

Другими источниками напряжений второго рода являются внутри-II межзеренные инородные включения, микропорпстость, микроликваты, остаточный аустенит (в закаленных сталях). [c.152]

Собственные напряжения, как временные, так и остаточные, подразделяют в зависимости от объема их взаимного уравновешивания на напряжения первого рода, уравновешенные в макрообъемах напряжения второго рода, уравновешенные в объемах одного или нескольких зерен напряжения третьего рода, уравновешенные в микрообъемах, соизмеримых с размером кристаллической решетки. [c.408]

Напряжения первого рода - макроскопические зональные напряжения, охватывающие целые области или все изделие. Эти напряжения имеют ориентацию, связанную с формой изделия. Напряжения второго рода - микроскопические, распространяющиеся на отдельные зерна металла или на группу зерен. Напряжения третьего рода - субмик-роскогшческие, относя1циеся к искажениям атомной рентетки кристалла. [c.41]

Напряжения второго рода характерны для поликристаллических тел, так как они возникают в результате взаимодействия кристаллов между собой. Отдельные зерна, из которых состоит металл, не только ориентированны по-разному, но и отличаются по строению (различные модификации металла, зерна различных составных частей металла, например включения графита, инородные включения). Напряжения второг о рода являются следствием неоднородности физических свойств различных компонентов поликристалла, стесненных условий деформации отдельного зерна, а также анизотропии свойств внутри отдельного зерна. По характеру действия эти напряжения беспорядочно ориентированны в объеме металла, поскольку представляют собой результат взаимодействия множества анизотропных кристаллов. [c.42]

Фазовые превраи(ения в металлах и сплавах всегда сопровождаются возникновением внутренних напряжений второго рода, что связано с увеличением или уменьшением плотности вещества при пере-в фазовое состояние. В перлите напряжения этого про- [c.42]

Напряжения третьего рода являются следствием искажения, нарушения геометрии решетки. Эти напряжения в ряде случаев вычисляются теоретически, они также определяются методами рентгеноструктурного анализа. В обп1ем напряженном состоянии твердого тела напряжения третьего рода играют больп1ую роль. С учетом экспериментальных данных о невысоком уровне напряжений второго рода [27] можно [юлагать, что энергия, поглощаемая при пластической деформации, заключена в основном в напряжениях третьего рода. [c.43]

Наряду со структурно-фазовыми изменениями при поверхностной модификации в алюминиевом сплаве происходит изменение напряженно-деформированного состояния тонкого поверхностного слоя. Установленные изменения межплоскостного расстояния d и уширения бреггов-скнх рефлексов при имплантации позволили рассчитать микронапряжения первого рода и определить напряжения второго рода, используя зависимости [88, 89] с разделением эффектов уширения, обусловленных микронапряжениями второго рода и конечными размерами блоков мозаики [c.177]

Считают, что по мере нагружения одна часть кристалла целиком сдвигается относительно другой в направлении линии скольжения. Расстояние между полосами скольжения лежит в пределах 10" — 10" см. Направление скольжения практически всегда совпадает с направлением вектора решетки в плотно упакованной плоскости. Оно начинается в каком-то одном месте тогда, когда касательные напряжения в плоскости скольжения достигают определенной величины, и постепенно распространяется на остальную часть плоскости. При этом нормальная к плоскости скольжения составляющая напряжения оказывает незначительное влияние на начало скольжения. Величина критического касательного напряжения зависит от чистоты металла, температуры и скорости деформирования. По мере нагружения кристаллиты разбиваются на фрагменты размером около 10 см, а те в свою очередь образуют блоки на два порядка меньше. В процессе разбиения возникают напряжения второго рода, связанные с искажением в решетке. Они соответствуют прочности материала в микрообъеме и пропорциональны пределу текучести. Около микродефектов вследствие локальных упругих напряжений кристал.таческой решеткч возникают значительные по величине ультрамикронапряжения (искажения третьего рода). Внутренние остаточные напряжения сосредоточивают часть остаточной энергии пластического деформиро- [c.126]

При разрушении от коррозионного растрескивания и коррозионной усталости основное воздействие механического фактора определяется действием растягивающих напряжений первого рода, т. е. макронапряжений, уравновешиваемых в объемах, соизмеримых с размерами детали. Для кавитационных разрушений основную роль играют напряжения второго рода — неоднородные микроискаження, уравновешивающиеся в пределах элементов микроструктуры металлов. При эрозии и фреттинге характерным является искажение кристаллической решетки. Механическое воздействие в этих случаях распространяется главным образо.м на поверхностные слои атомов металла или окисные пленки. [c.64]

Основными факторами, определяющими уровень неупругих деформаций и их зависимость от числа циклов напряжения при различных уровнях напряжений, наряду с общими свойствами сплавов являются особенности дислокационного механизма деформирования сплавов при циклическом нагружении [9, 10], скорость изменения деформаций в процессе циклического деформирования [101 и остаточные напряжения второго рода, возникающие в локальных объемах металла (эффект Баушинге-ра) [1]. [c.5]

Для пластичных чистых металлов в отожженном состоянии весьма существенно влияние скорости деформирования, которое приводит к торможению развития пластических деформаций, в связи с чем начальные участки диаграмм циклического деформирования в координатах 0а —ба проходят существенно выше, чем диаграммы деформирования при медленном деформировании для неоднородных по-ликристаллических сплавов (углеродистые стали и др.) существенно влияние остаточных напряжений второго рода, приводящих к снижению диаграмм циклического деформирования по сравнению с диа-1раммами статического деформирования. [c.5]

Причиной повышения Асн в процессе испытания в упрочненных металлах является возникновение остаточных напряжений второго рода и некоторое упорядочение дислокационной структуры при действии циклически изменяющейся нагрузки, способствующее увеличению длины свободного. .пробега движущихся дислокаций. Ко второму и третьему типам исследованных материалов относятся медь в деформированном состоянии и аустенитные стали 1Х18Н10Т, 0Х14АГ11М, стали 40Х, 12ХИЗ, ЭИ-612 и др. [c.5]

Термоструктурная усталость связана с возникновением циклических напряжений второго рода , уравновешенных в малых объемах, соизмеримых с размерами кристаллических зерен, образующих структуру соответствующего конструкционного металла. Основной причиной появления таких напряжений является стеснение локальных деформаций теплового расширения из-за анизотропии как деформационных свойств, так и характеристик сво- [c.28]

Минимум износа отмечается в этих испытаниях при небольших (2—5%) величинах пластической деформации сжатия, тогда как во всех случаях деформации растяжения и при больших (выше 5—10%) деформ циях сжатия износ увеличивался по сравнению с износом недеформированной стали. Снижение износа при деформации сжатием наблюдается тем большее, а минимум обозначается при тем более высоком значении величины деформации, чем больше количество углерода в стали. В свете результатов испытаний на износ в упругой стадии деформации влияние наклепа растяжением и сжатием на износоустойчивость сталей, пластически деформированных, должно быть объяснено как следствие скольжений в зерн.х феррита и перлита и как результат возникновения внутренних напряжений второго рода. Остаточное внутреннее напряжение второго рода между зернами перлита и феррита оказывает влияние, аналогичное влиянию напряжений от внешних сил. [c.238]

Под термической усталостью понимают появление в детали трещин вследствие действия циклических термических напряжений [4]. Эти напряжения возникают при отсутствии возможности свободного изменения геометрических размеров детали. Трещины термической усталости появляются после некоторого числа теплосмен. Исследования Ю. Ф. Баландина показали, что еще до образования трещин термической усталости в материале происходят необратимые структурные изменения, влияющие на кротковременные и длительные характеристики металла. Эти изменения могут также вызвать изменение размеров детали. Первые трещины термической усталости возникают на поверхности изделий и трудно различимы, особенно на литых необработанных поверхностях. При последующем увеличении числа циклов количество трещин и их размеры возрастают. Образуется сетка трещин, возникают разрывы стенок, и деталь разрушается. Следует учитывать, что действие теплосмен на деталь, как правило, происходит одновременно с действием механических нагрузок (от давления, центробежных сил и т. п.), остаточных напряжений, коррозионной среды, и т.д. Таким образом, повреждения детали определяются суммарным действием всех перечисленных выше факторов. Следует отметить, что при анизотропии свойств металла детали, т. е. при различных коэффициентах линейного расширения, могут появиться термические напряжения второго рода. [c.22]

Напряжения второго рода рентгенографически выражаются в том, что линии на рентгенограммах размыты, а напряжения третьего рода — в усилении диффузного фона и в бслаблении интенсивности линий высших порядков на рентгенограммах. [c.78]

При коррозионных растрескивании и усталости основное воздействие механического фактора определяется действием растягивающих напряжений первого рода, т. е. напряжений макромасштабных, уравновешиваемых в объемах, соизмеримых с размерами детали. Для разрушений типа кавитации основную роль играют напряжения второго рода, т. е. микронапряжения, уравновешивающиеся в пределах элементов структуры металлов. При эрозии или истирающей коррозии характерно воздействие напряжений третьего рода (субмикромасштабных), уравновешивающихся в пределах элементов кристаллической решетки. Механическое воздействие в этом случае распространяется, главным образом, на поверхностные слои атомов структуры металлов или оксидные пленки. [c.109]

В ряде работ за критерий структурных изменений, поверхностных слоев при трении принята физическая ширина интерференционных линий на рентгенограмме деформированного металла, которая позволяет оценить степень дисперсности структуры и ее. микронапряжения. Например, в работе [34] показано, что на поверхности трения наблюдаются максимальные микронапряжения ц и минимальнью размеры кристаллических блоко в е. С увеличением толщины исследуемых слоев возрастает е й уменьшается т]. Авторы отмечают, что фрагментация кристаллических блоков и микронапряжения наиболее интенсивно развиваются на начальной стадии трения, при этом существует связь между изменением микротвердости и микронапряжениями (напряжениями второго рода) в процессе трения и износа. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...