Cimmerman (523120), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Для нормальных напряжений о-еЕ, где Š— модуль упругости; для касательных напряжений т уб, где б †моду сдвига. Е- и б-модули некоторых материалов приведены в табл. 26. Коэффициенты а н 6: а = Е-т; б = Е/2 (1 + т); Б=б-т; б=туу. Модуль всестороннего сжатия. Характеризует изменение объема твердого тела при всестороннем давлении: К = (3 (1 2тн-1. Коэффициент Пуассона ж Отношение поперечного сжатия к продольному удлинению э=ее/а. А1 РЬ Ац 1г Сб Сц Мй Мо Ы Р! Аа ъу ул Зп Бронза Чугун Известняк Стекло Бетон Фарфор Сталь Рессорная сталь Латунь А1 РЬ Ац Сб Сц Мй Мо Ы! Р1 Аа уу 1п Стекло Чугун Латунь Рессорная сталь Строительная сталь 0,73 0,17 0,8 5,3 0,51 1,2 0,41 2,8 1,99 1,7 0,79 3,55 0,4 — 1,3 0.54 1.1 0,75 0„25 — 0,7 0.51 — 0,63 0,1 — 0,4 0„008 2,0 2,2 1,03 0,73 0,44 1,7 0,49 1,45 0,3 2,27 2 2,85 1,02 3,45 0.59 0„34 — 0,77 0,78 1 0,54 1.7 0,26 0,08 0,28 0.20 0,45 0,19 1,45 0,78 0,62 0,29 1,31 О,3 †,5 0,18 0,45 0,30 0.15 — 0.30 0,2 — 0,8 0,1 0,85 0,42 0,34 0,45 0,42 0,30 0,35 0,30 0,39 0,38 0,17 0,25 0,2 — 0,25 0,26 0,35 0,29 0,29 б.
Квазиизотропное состояние (см. 1.1). Поликристаллические материалы квазиизотропны вследствие большого числа крнсталлитов (зерен) со статистическим распределением их ориентаций в пространстве; в этом случае ориентационная зависимость упругих констант макроскопически практически не проявляется. в. Е-модуль — функция сил связи. Сильная межатомная связь проявляется, например, в том, что материалы с высокой точкой плавления имеют также высоний модуль Е. Особенно высокий модуль Е имеют материалы с ковалентной связью (направленные силы связи), например алмаз.
г. Отклонения от идеально упругого поведения. Хотя каждому значению напряжения соответствует определенное значение удлинения, имеется еще и упругое после- действие (дополнительная, зависящая от времени деформация, которая в конечном счете может исчезнуть) или неупругая дефо мация. К ходе цикла натруженна — разгружения какого-либо материала происходит потеря энергии, которую можно оценить по нетте гистерезиса на диаграмме (рис. 1.213). пение формы после перехода через пороговые значения (напряжения течения, предела текучести), и б) вязкое течение, т. е.
непрерывно сохраняющуюся деформацию без порогового значения напряжения (ньютоновское течение) Пластическая деформация — или необратимое изменение формы — есть результат необратимого перемещения дислокаций. Пластическая деформация используется при реализации многих технических способов получения готовых иэделий или полуфабрикатов в прокатка, ковка и т. п. (см. 5.0). Пластическая деформация может осуществляться скольжением и двойникованием. Геометрия деформации. Рассмотрение относится к монокрисгаплу (рнс.
1.214). Прн пластической деформации скольжение атомных слоев происходит вдоль определенных кристаллографических, плоскостей и направлений. Системы скольжения (см. 1.5.2) представляют собой сочетание определенной плоскости сколь«кения и определенного направления скольжения. На металлографическом шлифе после деформации видны следы скольжения в виде линий, п«шос и пачек скольжения.
Системы скольжения для различных кристаллов даны в табл. 28. Важнпйцип типы решеток (сн. 1.1) — см. табл: 29. Критическое напряжение течения. Сдвиг атомных слоев при пластической деформации появляется тогда, когда переходят определенное значение т; это граничное значение и янляется критическим (торп«)- Закон Шнида — Бопсо. Позволяет определить напряжения течения г, возникающие в монокристалле при приложении вныпнгго расгягнвающего напряжения и; напряжение течения г действует в плоскости (ЬИ) и направлении (мою).
На рис. 1.218 (13) показана связь между направлением растяжения, плоскостью скольжения и направлением скольжения: « = оз1п 9«сочф где з)пц«созф — орнентационный фактор; 9 — угол между направлением растяжения и плоскостью снольжения; ф — угол между направлениями растяжения и скольжения. Граничные случаи справедливости закона — отсутствие деформации: т = 0; о1«р = 0; ф = ф = 90', максимальная деформация: тш -0,5о; «р =ф = 45'. В поликристаллнческих материалах, где много систем скольжения, закон начйнает н м 1 упруаан ра«рарнацан «Нгуаруган 6е~рарпацан Рнс.
ЬМЗ Потеря энергии — внутреннее трение— см. 1.1!. 1.11.1.2. Необратимая деформация Вто деформация, которая сохраняется после снятия нагрузки, после устранения действия внешней силы. При этом различают: а) пластическую деформацию, т. е. деформацию, при которой сохраняется нзме- набран«анан абрага 1!л Ряс.
Ьй!К Сачмо доформоцнв металла с прос«ой кубпчоокой решеткой: а — до доформоапн; б — удругаа дчформаапо; о — упругое алас«оческам деформацпп; е — плоотвчеокап деформацна после спятпя погрузка 92 та и лицл гв Нииринлиини сиольжснин Плосность сиоиьжтнни Приисиинни Тии рсшетки Кристина (111) <110> Сц, Аа, Аи, Н1, Сиди, а-Си7п, А1Си, А)Еп А! Г. ц. к. <110) <110) (111) (100) Г. ц. к.
(111> (111> <111) <111) <111> (11О) (112) (123) (110) (11О) О. ц. к. О. ц. к. О. ц. к. а-Ге+4% Я Мо, КЬ <2110> (0001) Гексагональная, с/а=1,85 Гексагональная, с/а=1,623 Сб, хп, 2псб <2110> <2110> (0001) (101!) <2110> (1010) <2110) <2110) <2110> (2110> (0001) (1010) (1010) 1011) 111) (По) Я Ве Гексагоиальная, с/а= 1,568 Гексагоиальная, с/а=1,587 Алмаза Тт Решетка НаС! Та же Структура решетки типа СзС1 В То же выполняться в той из них, в которой раньше всего достигается т р. Моноиривгалл. т р — параметр, характеризующий пластическое поведение моно- кристалла. т,р зависит от степени чистоты, наличия фаз выделений, температуры, скорости деформации.
На рис. 1.219 показан деформированный монокристалл в поляризованном свете [121]. Двойнаиованае. Двойиикавзние наряду со скольткением также один из способов пластического формоизменения. (Кроме того, двойники возникают, например, при. рекристаллизации — см.
1.10.3, прн полиморфном превршцении.) При воздействии определенного напряжения течения участок решетки как бы опрокидывается, представляя собой зеркальное изображение смеж- С, Ое, Я, 2п5 (кубич.) !т)аС). КС1, КВг, К! РЬТе ННвС1, МНвВг, Т!С1, Мйт!, Аи7П, АиСд (! - Си7п А8М8 (110) <100> <100> <ГП> <111> Появляется дополнитель- но при температуре вы- ше 450'С Скольжение по двум различным плоскостям (110) может быть представлено в виде скольжения по (1 12) илп (123) Появляется при 225 'С„ а также дополнительно в особых условиях Играет возрастающую роль при комнатной и более высоких температурах при подходящей ориентации монокристалла и вообще прм высоких температурах для поликристаллов; повышает иизкотемпературную пластичность магния Направление скольжения Ое <110> ТЛБЛИЦЛ тэ Гексатанальнан решетка Г.
ц. к. Решетка О. ц. к. Решетка Плоскость (111), направление [110), имеется 12 систем скольжения; хорошая деформнруемосп таких металлов, как Сп, Х1, М ння н значениями, полученными нз эксперимента, являнися кажущимися. Теоретическая йрочность рассчитана, исходя нз идеальной решетки, а в реальном кристалле имеющиеся дислокации допускают более легкий сдвнг атомных плоскостей, определяющий пластическую деформацию, при гораздо меньших напряжениях. Прв наличия дислокаций критическое напряжение течения: г „-2.10-а б. б. Предел текучести.
Процесс пластического течення является температурнозавнснмым, что можно видеть по изменению диаграммы напряжение — деформация, снятой при различных температурах. Переход от упругой к пластической деформации определяется началом необратимого движения дислокаций в решетке; прн этом также возможно взаимодействйе между дислокациями и внедренными атомами (рнс. 1.221) . В ненагруженном кристалле часть инородных атомов днффунднрует к днслонациям (что определяется происходящим прн атом снижением энергнн дислокацнй). Прн этом вокруг дислокаций образуются атмосферы атомов примесей облака (Коттрелла). В этих облаках атомов примесей больше, чем в среднем в кристалле.
В нагруженном кристалле для отрыва дислокаций от облаков Коттрелла необходимо приложить более высоное напряженне (а,е), чем обычно необходимое (а, ). Прн достижении аае начинается интенсивное движение дислокаций н одновременный спад напряжения до ааа. При такой неусгойчнвостн процесса пластнческого течения происходит размножение полос Людерса.
в. Деформационное упрочненне в процессе пластической деформации. Наряду с Рнс. 1.218 ного с ням участка решепсн. Достигаемая прн этом велйчнна пластической деформацнн значительно меньше, чем прн скольжении. Двойннкованне происходит тогда, когда затруднено скольжение (особенно йрн пониженных температурах) — см. рис. 1.220. В о. ц.
к. решетке: плоскость (112)— плоскость двойннкования, а/Ь [11 Ц вЂ” направление двойннковаиня. В г. ц. к. решетке: плоскость (111)— плоскосп двойниковання; а/Ь [21Ц вЂ” направление двойннковання. Дислокационныб механизм пластической деформации а. Теоретическая прочность на сдвиг. Протнворечия между теоретнчески рассчитанными значениями прочности для скольже. Плоскость скольткення (0001)— наиболее плотная упаковка.
Кроме того, плоскость призмы н пнрамцды =/(с/а); с/а 1,633 Вен-Ук и-Тт МК Ег 01 л а. о 1,66 1,69 1,69 1,62б 1,666 1,69 Пластичность уменьшается прн увеличении с/а Плоскостн (110), (112) „ 123), направление [11 Ц диагональ куба); реализуются в определенной последовательности скольжения н, кроме того, есть / (Т); Т< — Т, =(110). 4 Прн увеличения температуры: (112) нлн (32Ц Рве. 1.219. Мовокрвсталл в лолярааованвом паств Рас. 1.2Ю ХŠ— плоскосп Лвохкнковая мо Ф Ъ 7+ аглг ю~ эо ъ бф ф Ркс. 1.ттт Рнс. 1.221 Удпоненог г отрывом закрепленных дислокаций при деформировании происходит, н зто очень важно, образование большого числа новых дислокаций, В результате такого размножения плотность дислокаций возрастает с 10' †1 в отожженном состоянии до 10®о— 10'в после пластической деформации. Из-за образования новых дислокаций н повышения их плотности появляются прогрессивно увеличивающиеся ограничения для движения каждой дислокации.
Взаимные ограничения движения дислокаций служат причиной деформацнониого упрочнения. г. Кривые напряжение — деформаграя. Описывают процесс деформационного упрочнения. Кривая 1 (рнс. 1.222) описывает поведение г.ц.н. монокристалла. 1 стадия отвечает начальной пластической деформации без большого упрочнеиия, что определяется слабым взаимодействием между дислокациями, двшкущимнся вначале по непересекающимся системам скольжения. Отсюда дислокации могут пройти сравнительно большой путь до встречи с препятствием. 1 стадия обозначается поэтому как легкое или единичное сколыкение, так как дислокации движутся в одной системе скольжения и имеют большую длину свободного пробега. Стадия П вЂ” крутой подъем кривой упрочнения; множественное скольжение, так как при увеличении деформации дислокации перемещаются по многим, в том числе и пересекающимся системам скольжения; сильное взаимодействие между дислокациями; таким образом, для совершении следующего этапа деформации необходимо прилагать более высокое напряжение; сильное деформацноиное упрочнение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
