Об условиях упрочнения. Поверхность нагружения

ОБ УСЛОВИЯХ УПРОЧНЕНИЯ. ПОВЕРХНОСТЬ НАГРУЖЕНИЯ 45 [c.45]

Рис. 10. Микротвердость упрочненной поверхности при нагружении в условиях неподвижного (кривые 1, 2, 3) и подвижного [контакта (кривые 4, 5, 6)

Таким образом, характер и кинетика проявления структурных и энергетических особенностей пластической деформации кристаллических материалов вблизи поверхности могут существенно изменяться на различных стадиях деформационного упрочнения, а также в зависимости от условий деформации, вида нагружения, состояния поверхности образца, типа среды, постепенно переходя от [c.42]

Введение остаточных сжимающих напряжений на поверхности имеет очевидное преимущество в случае коррозии трения. Процессы типа индукционной закалки, обработки дробью, поверхностной обкатки, предварительного нагружения и упрочнение поверхности азотированием и цементацией приводятся в литературе как полезные при работе детали в условиях коррозии трения. [c.221]

Что такое поверхность нагружения Что она представляет собой для случая изотропного упрочнения, если следовать условиям пластичности Треска-Сен-Венана и Губера-Мизеса Как она строится по опытным данным [c.210]

Анализ обширной литературы по особенностям дислокационного поведения и упрочнения поверхностей позволил В. П. Алехину сделать вывод, что о большей или меньшей прочности приповерхностного слоя по сравнению с объемом материала следует говорить, лишь учитывая конкретные условия деформации, ее абсолютное значение и скорость, тип среды и предысторию нагружения материала. На начальном этапе деформации поверхности определяющим является облегченное образование и движение дислокаций. Неизбежное следствие первой стадии — барьерный эффект поверхности, когда вблизи поверхности создается слой с повышенной плотностью дислокаций, препятствующий выходу на поверхность полос скольжения и тормозящий развитие объемной деформации. Закрепленная вблизи поверхности дислокация позволяет другим дислокациям более близкое по отношению к себе прохождение, чем в объеме кристалла, и таким образом для упрочнения приповерхностных слоев необходима большая плотность дислокаций. [c.15]

Краевая задача плоского установившегося течения. В этом случае к уравнениям равновесия, закона течения и условию текучести надо добавить уравнения неразрывности (1.6) и закона упрочнения (1.12), поскольку распределение плотности и параметра упрочнения должно быть определено в ходе решения. Ограничимся выпуклыми поверхностями нагружения. [c.55]

Если упрочнение учитывается, то поверхность нагружения на разных сторонах поверхности разрыва будет разной не только вследствие скачка плотности, но и вследствие скачка параметра упрочнения. Однако в пористых телах уменьшение плотности может купировать увеличение параметра упрочнения, что соответствует потере устойчивости материала (см. с. 17). В этом случае условие текучести по обе стороны поверхности разрыва одинаково и напряжения непрерывны. В дальнейшем эта предельная ситуация не рассматривается. [c.70]

Если в процессе деформирования поверхность нагружения однородно расширяется и сохраняет свою форму, то такое упрочнение называют изотропным. В простейшем виде условие изотропного упрочнения представляют зависимостью [c.150]

Поскольку условия кинематического упрочнения описывают идеальный эффект Баушингера, то они применимы для сравнительно небольшого числа упрочняющихся материалов. В общем случае поверхность нагружения нельзя считать геометрически подобной поверхности текучести, а изменение поверхности нагружения нельзя представить простым переносом ее центра. Поэтому более общими условиями упрочнения должны быть такие, которые способны описать изменение как размеров, так и положения поверхности нагружения в пространстве напряжений в процессе деформирования. Эти условия упрочнения называют комбинированными. [c.151]

Из (1) и (8) вытекает, что вектор приращения пластической деформации направлен внутрь поверхности пластических деформаций. В самом деле, из (1) и (8) при условии Л > О получим (1е -дf / О, откуда и следует высказанное утверждение. Отметим, что в частных случаях вектор приращения пластических деформаций направлен по нормали к поверхности пластических деформаций. Так, для теории изотропного упрочнения (4) поверхности пластических деформаций представляют сферы, совпадающие в совмещенном пространстве Р и 8 со сферами поверхностей нагружения. Для теории анизотропного упрочнения (5) [c.272]

Рассмотрим общий вид функции нагружения (3). Условие устойчивости (2) предполагает, что в данной точке нагружения А (рис. 6) происходит упрочнение, в то время как на других участках поверхности нагружения возможно и разупрочнение. После некоторой догрузки в точке А напряженное состояние будет соответствовать точке Л, лежащей вне первоначальной поверхности нагружения f o ij,, /г ) = 0. [c.274]

При заметном упрочнении положение является менее определенным. Рассмотрение краевых задач для упрочняющегося тела в большинстве случаев основывается на простейшей модели изотропного упрочнения. Ограниченное значение этой схемы отмечалось уже выше ее улучшение за счет добавления жесткого переноса поверхности нагружения не устраняет всех расхождений с экспериментами, существенно усложняя в то же время исходные соотношения. По этим причинам задачи для упрочняющейся среды целесообразно рассматривать лишь при несложных условиях нагружения, когда характер внешних воздействий позволяет надеяться, что элементы тела испытывают нагружение, в определенном смысле близкое к простому. Большинство важных для приложений одномерных задач (осесимметричные задачи для труб, дисков, пластин и т. п.) обычно удовлетворяет указанному условию. K aк это ни парадоксально, но математические трудности здесь играют известную положительную роль, заставляя ограничиваться анализом лишь важнейших и в то же время достаточно простых (по условиям нагружения) задач. [c.97]

Функция упрочнения К может быть найдена из условия непрерывности при смещении изображающей точки вдоль траектории нагружения и одновременной непрерывной трансформации поверхности нагружения [c.194]

Поверхность нагружения. Уравнения теории течения, приведенные в 13, удовлетворительно описывают механическое поведение упрочняющейся среды лишь в условиях не слишком сложного нагружения. Однако упрочнение, сопровождающее пластическое деформирование, имеет ориентированный характер и прн трехосном (или двухосном) напряженном состоянии представляет собой сложное и в общем недостаточно изученное явление для его описания необходимо существенное усложнение теории. [c.75]

Задание гладкой поверхности нагружения при ассоциированном законе течения полностью определяет приращения пластической деформации функция упрочнения g находится из уравнения поверхности нагружения (т. е. из условия упрочнения), если учесть, что df=d(f, и использовать соотношения (17.8). [c.80]

Ограничимся обсуждением простого случая изотропного упрочнения, соответствующего условию (17.2). Тогда уравнение поверхности нагружения можно записать в форме [c.88]

Адамс [1] и Райт [55] изучали влияние пластического течения матрицы на -поведение композита при поперечном нагружении. На рис. 10 величина напряжений на поверхности раздела соответствует случаю, когда приложенная к композиту нагрузка в 2,9 раза превышает нагрузку, при которой начинается пластическое течение в матрице (для алюминиевой матрицы в состоянии деформационного упрочнения напряжение начала пластического течения составляет 380 кГ/ом ). В таких условиях пластическое течение охватывает почти весь объем матрицы, и область поверхности раздела в интервале углов О—80° оказывается в определенной мере пластически деформированной. Несмотря на это, рас- [c.57]

Фреттинг-процесс — разрушение поверхностей деталей машин, проявляющееся в резко интенсифицированном окислении или схватывании. Значительная интенсификация окисления и схватывания вызвана динамическим характером нагружения, при котором на контакте резко увеличивается градиент деформаций и температур. Усталостные явления при трении автор ограничивает только условиями качения. Основные характеристики и развитие усталостных повреждений определяются процессами повторной пластической деформации, упрочнением и разупрочнением поверхностных слоев, возникновением остаточных напряжений и особых явлений усталости. Следует отметить, что повторная знакопеременная деформация, упрочнение и разупрочнение свойственны многим видам разрушения и при трении скольжения. [c.13]

Изучение влияния условий нагружения на характер изменения остаточных напряжений II рода показало [34], что при упруго-пластическом деформировании железа (выше предела выносливости) в воздухе уже при малой базе числа циклов нагружения (10 — 5 10 циклов) остаточные напряжения растут до 300—350 МПа и при дальнейшем увеличении базы испытания изменяются мало. В присутствии такой поверхностно-активной среды, как 2 %-ный раствор олеиновой кислоты в вазелиновом масле, характер изменения остаточных напряжений существенно меняется. При малых базах испытания уровень напряжений ниже, чем при испытании в воздухе, а при больших базах — значительно выше и достигает 900 — 950 МПа. Отсюда следует, что поверхностно-активные среды уменьшают энергию выхода на поверхность дислокаций и при напряжениях, превышающих предел выносливости, упрочнение металла происходит медленнее, но степень упрочнения с увеличением числа циклов нагружения значительно выше, чем при испытании в воздухе. При этом по данным рентгеновского анализа зерна феррита в поверхностно-активных средах более интенсивно дробятся на различно ориентированные субзерна, что выражается в большой степени наклепа. При низких уровнях напряжений вследствие охвата пластическим течением большого количества зерен поверхностно-активная среда разупрочняет металл. [c.16]

Следует подчеркнуть, что области нагружения 2 и 3, отвечающие реализации области многоцикловой усталости, определяют превалирующую роль поверхности в диссипации энергии, в то время как область 4, характеризующая малоцикловую усталость, обусловливает преобладающую роль всего деформируемого объема. Последнее приводит к низкой эффективности поверхностного упрочнения материалов, предназначенных для работы в условиях малоцикловой усталости. В табл. 34 суммированы методы упрочнения в зависимости от контролирующего механизма диссипации энергии, скачкообразно изменяющегося при переходе от одной [c.337]

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 отличаются большой прочностью, но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии — после закалки и высокого отпуска на структуру сорбита — достигаются высокая вязкость, пластичность и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства сталей снижаются. После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т. п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работающих на растяжение, сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей, испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения (валы, оси и т. п.), которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм. [c.281]

После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т.п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работаюш их на растяжение — сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей (валы, оси и т.п.), испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения, которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм. [c.249]

Пусть известна некоторая последовательность равновесных конфигураций, соответствующая монотонно возрастающему значению параметра А и характеризуемая полем вектора перемещений и(А) и полем второго тензора напряжений Пиола — Кирхгофа S(A). Эта последовательность конфигураций может быть получена, например, решением задачи (4.12), (4.2), (4.7) с использованием теории пластического течения с изотропным упрочнением материала с гладкой поверхностью текучести. Кроме того, для некоторых задач с однородным докритическим состоянием (основное решение) можно пренебречь изменением геометрии тела в основном решении (и(А) = 0), а компоненты тензора напряжений S(A) получать непосредственно из условий равновесия тела через известные внешние силы. Кроме того, в условиях пропорционального нагружения окрестностей материальных точек тела получаются совпадающие решения задач по теории пластического течения и по деформационной теории пластичности, приводящие к некоторой известной последовательности равновесных конфигураций. Обозначим через X[ и Af касательно-модульные нагрузки, полученные по теории пластического течения и деформационной теории пластичности соответственно. Тогда справедлива следующая теорема [32]. [c.147]

Гипотеза .единой кривош. По энергетическому условию пластичности /з (Do) не влияет на наступление пластического состояния. Уравнение поверхности текучести 2 для изотропного материала имеет вид /, [1 (0 )] = О, или а = о . Аналогично при изотропном упрочнении уравнение поверхности нагружения [c.205]

Механизм упрочнения сталей и сплавов зависит от природы легирования. Известно, например, что значительной износостойкостью при трении с высокими давлення,ми и ударном нагружении обладает высокоуглеродистая марганцевая аустенитная сталь 110Г13Л. Повышенная износостойкость этой стали обусловлена ее способностью к интенсивному деформационному упрочнению. При трении упрочнение связано с образованием в поверхностном слое большого количества дефектов кристаллического строения (дислокаций, дефектов упаковки, двойников деформации), а также с взаимодействием этих дефектов с атомами углерода, растворенного в аустените [38]. Перспективные износостойкие материалы — мета-стабильные марганцевые и хромомарганцевые аустенитные стали, содержащие 0,4—0,8 % (по массе) С. Образование на поверхности данных сталей мартенсита деформации, его ориентированное расположение по отношению к действию силы трения обусловливают интенсивное упрочнение поверхности. Вследствие этого нестабильные марганцевые и хромомарганцевые аустенитные стали обладают повышенной износостойкостью в условиях развития адгезионного и усталостного разрушения поверхности [21]. [c.261]

Рассмотрим, следуя Р. Хиллу, уравнение поверхности нагружения изотропно упрочняющегося начально анизотропного материала с условием текучести (1.63). Поскольку в этом случае в процессе деформирования состояние анизотропии не изменяется, пределы текучести по мере упрочнения растут пропорционально одному параметру. Удовлетворяя этому условию, запишем уравнение поверхности нагружения в виде [c.24]

При разгрузке Ф а, <0 Е = 0. При нейтральном нагружении, когда вектор скоростей изменения напряжений направлен по касательной к мгновенной поверхности текучести, Фудг —О. Из условия непрерывности при переходе от нагружения к разгрузке следует,, что при нейтральном нагружении в условиях упрочнения e,j =0. [c.16]

При продолжении процесса нагружения за пределом текучести у конструкционных материалов, как правило, увеличивается сопротивляемость пластическому деформрфованию. Для материалов с выраженным пределом текучести упрочнение характеризуется изменением как размеров, так и положения начальной поверхности текучести в пространстве напряжений. Последующие поверхности текучести, которые образуются в процессе нагружения и отделяют области упругого и пластического деформирования друг от друга, называют поверхностями нагружения. Условия, определяющие характер изменения начальной поверхности текучести в зависимости от данного наиряженного состояния и предыстории деформирования, называют условиями упрочнения (иногда — функциями нагружения). [c.150]

Опыты при ступенчато увеличивающейся и уменьшающейся температуре, проведенные со сталью ЭИ481 и сплавом ЭИ765 [74], подтвердили, что эквивалентная пластическая деформация может быть принята в качестве меры упрочнения при неизотермическом нагружении. На основе подобных экспериментов было выдвинуто предположение о существовании поверхности неизотермического нагружения. Проверка справедливости этого предположения для условий циклического нагружения и нагрева проводилась в условиях контрастных режимов нагрева (рис. 2.33) стали 12Х18Н9Т [ >1]. Эти опыты показали, что поверхность нагружения зависит как от числа циклов нагружения (наблюдается интенсификация циклического упрочнения при переменных температурах), так и частоты и температурной предыстории. [c.122]

Ниже рассмотрены приемы последовательного упрочнения фланцевого соединения, нагруженного растягивающими силами. Конструкция 6 нерациональна вследствие больщого вылета крепежных болтов относительно стенок соединяемых деталей. Уменьщение вылета до предела, допускаемого условием размещения головок болта, а также условиями обработки опорных поверхностей под головки (конструкция 7) снижает изгибающий мо.мент. Дальнейшего упрочнения можно достичь введением ребер (конструкции 8, 9) и приближением стенок к оси болтов путем гофрирования стенок (конструкция 10) или расположения" болтов в нишах (конструкция 11). [c.560]

Традиционные методы поверхностного упрочнения стали (цементация и азотирование) оказываются неприемлемыми для деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания. Тонкие поверхностные упрочненные слои, обладающие высокой хрупкостью, интенсивно выкрашиваются под действцем ударных нагрузок. Причем трещины зарождаются не только на поверхности, но и на границе, отделяющей упрочненный слой от основного металла. Не выявлены преимущества твердых сплавов, хорошо зарекомендовавших себя при абразивном изнашивании. При определенных условиях нагружения их износостойкость оказалась ниже, чем у стали 45 [185]. [c.109]

Возможность упрочнения сплавов в результате направленной кристаллизации была впервые показана на примере эвтектик А1—AlaNi и А1—СиЛЦ [28]. В этих системах была обеспечена идеальная передача нагрузки, т. е. композит разрушался в результате разрыва усов или пластин и последующей коалесценции пор, а не путем расслоения по поверхности раздела. Разрушение связи на поверхности раздела происходило только в таких условиях нагружения, кргда параллельно этой поверхности развивались большие сдвиговые напряжения. Со времени выполнения этого первого исследования было установлено, что упрочнение происходит [c.370]

Всю историю нагружения представим в виде ряда последовательных достаточно малых этапов. Пусть в некоторый момент времени tn, соответствующий окончанию п-го этапа нагружения, решение задачи получено. Решение задачи на (п + 1)-м этапе нагружения ведется по следующей схеме. В первом приближении решается упругая задача от заданного приращения температуры, граничных условий и массовых сил с учетом накопленного напряженного состояния. При этом все коэффициенты и свободные члены в (5) вычисляются с учетом изменения температуры. По полученным в предположении упругого материала приращениям перемещений определяются приращения полных деформаций. Учитывая историю предшествующего нагружения (полученные в конце п-го этапа значения тензора напряжений, гензора микронапряжений, параметра упрочнений) с учетом изменения температуры, определяется новое положение поверхности текучести. [c.124]

Анизотропия свойств литых деталей, обусловленная направленной ориентацией зерен (дендритов) и наличием различных структурных зон, во многих случаях является нех<елательной, так как может быть одной из причин разрушения литых деталей при сложном нагружении в условиях эксплуатации. Геометрическая анизотропия поверхности и поверхностного слоя после прокатки и механической обработки также снижает прочностные свойства деталей. Однако можно существенно повысить несущую способность детали, если создать заданную геометрическую и структурную анизотропию в отливке с учетом характера нагружения в рабочих условиях. Для этого разработаны основы геометрического и структурного упрочнения литых деталей в области литейного производства. [c.4]

Требования к прочности при статическом нагружении стыков предусматривают введение дополнительного коэффициента запаса, равного 1,25. По условиям же обеспечения усталости стыков этого, как правило, по ряду причин недостаточно. Силовые срезные стьпог обьино труднодоступны и не обеспечивают надежной дефектоскопии, в то же время возможные производственные дефекты могут снизить долговечность стыка. Поэтому целесообразно для силовых стыков нижней поверхности крыла увеличить коэффициент запаса до 1,5 - 1,6. Долговечность стьпсов в ряде случаев может бьггь улучшена технологическими средствами, однако при этом следует учитьшать надежность эффекта технологического упрочнения, а также целесообразность того или иного технологического метода. Например, упрочнение отверстий раскаткой, дорнновани-ем, обжатие кромок отверстий может в 1,5-2 раза увеличить среднюю долговечность стыков. [c.417]

Кроме того, если даже проанализировать только упомянутые работы с прямыми структурными исследованиями, то видно, что полученные в них результаты нельзя сравнивать друг с другом и с результатами других работ, так как они получены, как справедливо отмечено в [152], при совершенно различных методических условиях. Поэтому полученные в них данные весьма противоречивы, а их трактовка в ряде случаев весьма субъективна. Например, основной вывод весьма корректной в методическом отношении работы Муграби [153] (автор замораживап дислокационную структуру с помощью облучения нагруженного образца нейтронами) сводится к доказательству меньшей плотности дислокаций у поверхности по сравнению с объемом кристалла. Однако полученные автором [153] данные подтверждают этот вывод лишь для конца П стадии деформационного упрочнения, в то время как для начальной стадии деформации автор получает экспериментальные данные совершенно противоположные своему заключению (см., например, левую часть кривых на рис. 6 работы [153], где плотность дислокаций у поверхности несколько выше, чем в объеме). В то же время автор почему-то заявляет, что при переходе от [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...