Исследование металлов в области малых деформаций

Исследование металлов в области малых деформаций. [c.126]

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ В ОБЛАСТИ МАЛЫХ ДЕФОРМАЦИЙ 129 [c.129]

Второй участок диаграммы 5—6 2 определяет большую часть долговечности это характерно для циклического деформирования. Для железа стадия II начинается, как и для однократного деформирования, в области малых деформаций (см. рис. 9), а для меди — только в области б = 60- 70% (см. рис. 10) ширина рентгеновской линии, как видно на соответствующих рисунках, практически не изменяется. На этой стадии интенсивно развиваются микроскопические несплошности как на поверхности, так и внутри образца. Металлографическое исследование внутренних объемов металла свидетельствует о развитии нарушений сплошности, ширина, протяженность и количество которых на единицу площади растет с увеличением числа циклов. Плотность образцов уменьшается (см. рис. 9, б). Интересно что на поверхности образца появляется разветвленная система микротрещин (см. рис. И, б), [c.17]

В этом исследовании, как отметил Кулон, он поставил перед собой две задачи. Во-первых, он стремился к установлению закона которому подчиняются крутящие моменты, исходя из предположения, что они пропорциональны углу закручивания. В частности, он хотел определить упругое сопротивление закручиванию железных и латунных проволок в зависимости от их длины, размеров поперечного сечения и степени натяжения. При этом он отмечал, что для решения первой задачи следует ограничиться опытами на колебания с малой амплитудой, чтобы получить согласованность экспериментальных результатов с теоретическими. Второй его задачей было изучение отклонения от упругости металлической проволоки и обнаружение закономерностей, которые управляют упругими деформациями в области относительно больших колебаний. Его окончательной задачей было добиться понимания природы прочности и упругости металлов. [c.231]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Дальнейшее исследование в области теории пластичности малых деформаций были направлены по линии уточнения закономерностей, связывающих напряжения и деформации пластически деформируемых металлов при любых видах их пластического формоизменения. [c.19]

Мы можем завершить эти рассуждения о пластическом поведении металлов при очень низких температурах замечанием, что концентрация тепловой энергии в областях мельчайших ослаблений, где начинаются и откуда распространяются по растягиваемому образцу слои сдвигов, может создавать малые неустановившиеся поля температурных напряжений вокруг скоплений, из которых начинают расти зоны пластических деформаций кроме того, как это ни странно, эти пока еще слабо изученные тепловые явления могут способствовать пониманию механического и пластического поведения металлов в совсем еще мало исследованном диапазоне самых низких температур. [c.512]

Проведенное экспериментальное изучение пластической деформации в большинстве случаев касалось ограниченного числа конструкционных материалов. Для научного обоснования технологии необходимы количественные закономерности для большого числа материалов и, в частности, для высоколегированных сплавов. Таким образом, исследование пластичности и сопротивления деформированию при различных видах напряженного состояния и больших остаточных деформациях представляет еще сравнительно мало изученную область пластической деформации металлов. [c.88]

Электронномикроскопические исследования [39] показывают, что в пластически деформированных металлах в процессе деформации формируется ячеистая структура, представляющая собой близко расположенные ячейки с малой плотностью дислокаций, разделенные областями с высокой плотностью дислокаций. Размер элементов субструктуры и напряжение течения а связаны соотношением [39] [c.36]

В этих условиях деформационные и прочностные свойства материала покрытия малоизвестны, что практически исключает возможность расчета прочности покрытия на основе метода, который предполагает знание деформационных и прочностных свойств металла во всех точках системы покрытие - основной металл. Для решения этой задачи в методике [293] используется аппарат, требующий задания по возможности минимального количества параметров. В качестве такого аппарата принята структурная модель циклически стабильного материала [31]. Существенным ее преимуществом является наличие всего лишь двух определяющих функций реологической, определяющей физические свойства подэлементов, и функции неоднородности распределения характеристик между подэлементами. Эти функции находят по результатам изотермических испытаний стандартного типа на растяжение при различных значениях температуры. Исходными данными для назначения параметров модели являются изотермические диаграммы деформирования и кривые ползучести материала в стабильных циклах. В методике использована несколько измененная структурная модель материала для исследования кинетики деформирования многослойной системы покрытие - переходная зона - основной металл. В ней приняты следующие предположения признаком разрушения лопатки считается появление трещины в покрытии покрытие в силу своей малой толщины не влияет на поле напряжений и деформаций в лопатке и по всей толщине работает в условиях жесткого нагружения при тех деформациях, которые имеет лопатка в области нанесенного покрытия используется критерий разрушения [294] [c.476]

Главным предметом изучения для экспериментаторов, интересовавшихся упругостью металлов в тридцатилетний период между исследованиями Дюло и Вертгейма, был вопрос о том, улавливается ли измерениями или нет влияние предварительной термической обработки, которой подвергаются твердые тела, на значения константы упругости и характеристику прочности. Кулон, как мы видели, в результате исследования стальных полос, подвергнутых различным термическим обработкам, обнаружил, что состояние материала, который при этом может получиться, изменяется от превосходно пружинящего до весьма мягкого, если он полностью отожжен. Тем не менее Кулон пришел к заключению, что в области малых деформаций не наблюдается разница в значениях модулей упругости 1). В письме, написанном в 1823 г. Томасу Юнгу, Томас Тредгольд (Tredgold [1824,1]) сообщил о подобных результатах, полученных из серии экспериментов со свободно опертыми балками. Испытательная аппаратура Тредгольда показана на рис. 3.22. [c.284]

Интересно отметить, что, наряду с Навье, двумя другими участниками развития теории упругости в 20-х гг. прошлого века были О. Коши и С. Пуассои, которые вместе с П. Жираром в 1819 г. написали итоговый отчет Академии об экспериментальных работах Дюло 1813 г. (Duleau [1819, 1]). Подобно экспериментальной работе Дюпена по древесине, проводившиеся примерно в то же самое время исследования Дюло примечательны тем, что содержали первые серьезные эксперименты по малым де рмациям сжатия, растяжения, изгиба и кручения элементов, выполненных из железа. Эти данные Дюло сделались вехой в области изучения малых деформаций металлов в течение последующей трети столетня. [c.46]

Проведенное широкое исследование износостойкости бронз и латуней и структурных изменений в тонких поверхностных слоях контактирующих кристаллических твердых 1 ел позволяет выделить два основных характерных типа распределения легирующих элементов в зоне контактного взаимодействия (рис. 93). Кривая 1 соответствует низкому трению и в предельном случае трению в условиях избирательного переноса. По глубине зоны деформации формируется эффективный диффузионный потоК атомов, что сопровождается обеднением поверхностных слоев сплава легирующими элементами и образованием пластифицированной пленки меди. Эта пленка, расположенная на окисном слое основного металла, имеет малую плртность дислокаций и высокую плотность вакансий. Такое структурное состояние достигается в сплавах, имеющих область твердых растворов, достаточную (при конкретных внешних условиях) для развития диффузионных процессов без перехода в область распада твердого раствора. Это характерно для сплавов Си — АО, Си — 2п, Си — А1, Си — N1. [c.202]

В. В. Фомин (1966) на основании своих исследований процесса гидроэрозии металлов и обобш ения результатов, полученных другими авторами, пришел к выводу, что она, как правило, наблюдается при больших скоростях потока и происходит в основном за счет механического воздействия жидкости. Природа этого воздействия связана с качественным изменением характера течения жидкости. В этих условиях ударное нагружение приобретает импульсивный характер, т. е. отличается быстрым возрастанием давления, за которым следует такое же быстрое его уменьшение. Характерной особенностью при этом является очень малая область действия максимальных напряжений, соизмеримая с размерами отдельных микроучастков (величиной приблизительно 10 —10" мм ). При этом напряжения отличаются локальностью и неравномерностью и возникают в отдельных микрообъемах независимо от того, что происходит в любом другом месте поверхностного слоя. При таком характере механического воздействия разрушение металлов связано с отрывом очень мелких частиц вследствие образования в поверхностном слое микроскопических треп] ин, которые возникают в результате пластической деформации, протекаюш,ей в микрообъемах. [c.445]

Наибольшие э екты ПАВ оказывают в области очень малых концентраций (0,2%). Эта концентрация соответствует полному насыщению мономолекулярного адсорбционного слоя [19]. Между поверхностной и дес рмационной активностью ПАВ существует определенная связь [19]. Эффективность действия ПАВ, как правило, наблюдается лишь в определенной, хотя и достаточно широкой области некоторых (средних) скоростей деформации. Положение этой области зависит от температуры. Различают внешнюю и внутреннюю формы проявления эффекта Ребиндера. В основе внешней формы адсорбционного эффекта лежит чисто поверхностное взаимодействие металла со средой. Диффузия крупных молекул ПАВ в решетку металла невозможна вследствие стерического эффекта. ПАВ относятся к группе так называемых дипольных соединений. Эти вещества вследствие различия диэлектрических постоянных металла и раствора адсорбируются и снижают свободную поверхностную энергию. Многочисленными исследованиями, проводившимися П. А. Ребиндером и его сотрудниками, подтверждено, что работа деформации единицы объема металла в присутствии ПАВ становится значительно меньшей. Этот эффект получил название адсорбционного облегчения деформаций или адсорбционного пластифицирования. Снижение свободной энергии на границе раздела жидкости с твердым телом можно описать следующей зависимостью [c.198]

Путем исследования микроструктуры и микротвердости и обмера профиля образца установлены контуры деформации в объеме образца. Пластическая деформация максимальной величины происходит в близких к поверхности слоях металла у дна надреза. При удалении от него и при переходе к более глубоким слоям металла в радиальном направлении кцентру наименьшего сечения образца наблюдается быстрое падение степени деформации и обнаруживается граница между областью больших пластических и малых упругопластических деформаций. Именно в этой зоне улавливаются при микроанализе первичные очаги разрушения, которые находятся внутри наименьшего сечения образца с надрезом на глубине около 0,2—0,4 мм от дна надреза. [c.131]

В случае деформации металла, содержащего закалочные петли или тетраэдры, злектронномикроскопическое исследование на просвет показало исчезновение вакансионных агрегатов и образование при этом сложных дислокационных переплетений. В чистых г. ц. к. металлах (например, никеле) наблюдалось образование широких субграниц с высокой плотностью дислокаций, ограничивающих почти бездислокационные области. Возникновение таких переплетений особенно характерно в металлах, для которых энергия образования вакансий мала (например, деформированная а-латунь). [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...