Cimmerman (523120), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Да сИх пор реализовано только в нитевидных кристаллах (усах); прочность приближается к теоретической, однако при этом иет запаса пластичности (вязкости). Целесообразно введение усов в защищающую их матрицу, т. е. создание композитного материала, содержащего нитевидные кристаллы диаметром несколько микрометров.
Получение сверхмелкого зерна, Для этого существуют, например, следующие возможности: а) в литых материазах можно добиться с помощью особых условий резкого охлаждения и зародышеобразования1 б) технологические приемы сдерживания роста зерен (добавка частиц второй фазы, различных порошков — дисперсное упрочнение); в) регламентированная рекристаллизация после горячей и|или холодной деформации. Наличие частиц вторых фаз. Мелкодисперсиые частицы вторых фаз в матрице способствуют увеличению сопротивления пластической деформации. Самым распространенным методом получения такой структуры является, например, старение нли дисперсиониое твердение.
Частицы действуют как препятствия (барьеры) для движения дислокаций, что и определяет повышение прочности. Оптимальные (с точки зрения торможения дислокаций) условия: расстояния между частицами ~(0,1 мкм, размер частиц ~0,01 мкм. Когда при равномерном распределении частиц в объеме сплава движущаяся дислокация встречается с частицей, существуют две возможности: перерезание частицы и обход частицы дислокацией. Реализуется тот процесс, для протекания которого необходимо наименьшее напряжение. Возможности повышения прочности при наличии частиц второй фазы обусловливаются различными механизмами: взаимодей- 100 Уиглвиы Рэс.
1.240 предположения: а) дислокации негибкие, б) частицы сферические. Дополнительные напряжения, необходимые для перерезания частицы: Ьт= =пЕй|бП, где Š— энергия вновь образующейся поверхности, возникающей в результате перерезания; П вЂ” расстояние между двумя частицами; й — диаметр круга, возникающего в результате среза частицы; б — вектор Бюргерса, Меланизм Ороааиа. Предпосылка: если частицы представляют собой непреодолимое препятствие, то в процессе пластической деформации линия дислокации изгибается (рис.
1.250, модельное представление). Рис. 1.250 Необходимое для осуществления этого процесса дополнительное напряжение Ь „, =ОЬ!(П вЂ” 1); ПЛ й, тлнлицл'ээ Ьткои — — ат— переходное состояние между двумя механизмами. Критический размер частицы: йир — — ОЬ~/лЕ атдопз йт— механизм Орована Т вЂ” ~ ЬГ т — л ь~ — -~ту лпрбпплпл ллклпопь плплыкенип Рис. 1.252 ная дислокация в скоплениях у частицы (принимая во внимание то, что Линии дислокаций гибкие) огибает частицу с образованием вокруг нее дисзокационноге кольца. При этом скольжение других дислокаций еще больше затрудняется и прочность повышается.
Размножение дислокаций. Рассматривается ступенька на краевой дислокации, имеющая чисто винтовую ориентацию. Возможно поперечное скольжение с образованием объемного призматического расположения дислокаций. Модельное представление1 с увеличением степени деформации увеличивается плотность днслокационных петель и их взаимодействие, что ведет к об. разованню сеток дислокаций. Они выявляя аа плоскости скольжения и перерезают их что задерживаег продвижение других дис. локаций, которые могут скользить по этим плоскостям. Следствием является упрочнение, возникающее всегда, когда растет плотность дислокаций. Композиционные материалы.
Различные виды композиционных материалов [13)1 а) непрерывные волокна. Максимальный эффект упрочнения (в продольном направлении относительна растягивающего на.- пряжения). Напряжение непосредстненне воспринимается волокнами (рис. 1,253); Рис. 1.251 Рис.
1.255 Рис. 1.253 б) прерывистые волокна. Назначения матрицы — распределить напряжение нз все волокна (рис. 1.254); в) дисперсное упрочнение. Равномерное распределение напряжений при равномерном введении упрочняющих частиц в объем дисперсоида (рис. 1.255). Создание благоприятных [ажиманхцих) поверхностных остаточных налриэхэний. 107 Отсюда следует, что чем плотнее расположены частицы, тем больше они противодействуют движению дислокаций (труднее ей прогнуться и обогнуть частицу).
Для практического использования повышение предела текучести можно оценить какс Ьа,-О ' (табл. 33). Перерезание частицы с образованием парных дислокаций. Когереиткые, упорядоченные ненапряженные области (частицы) диаметром порядка 1000.10 — ' мм. Обзор нригериев — табл. ЗЗ. Пояснения к рис. 1.251 (модельное предстанление) [13)1 ц упорядоченных частицах (областях) образованная дислокацией 1 антифазная граница устраняется дислокапией 2.
Остающаяся (между частицами) антифазная граница между дислокациями 1 и 2 пытается стянуть обе дислокации. При этом увеличивается также сила отталкивания при сближении дислокаций. В равновесии зти силы приблизительно равны. Влияние поля напряжений на поверхности раздела частица †матри. Когда на поверхности раздела матрица в частица возникает напряженное состояние' (поля иапряжевий), то требуется дополнительное деформирующее напряжение для бродвижения дислокаций через эти поля. Причинами повышенных напряжений на поверхности раздела матрица — частица могут быть: а) в случае когерентных частиц — различие в объемах матрицы и частиц; б) в случае некогерентных частиц' — разница в решетках н, в частности, в коэффициентах теплового расширения между матрицей и частицами, что приводит к возникновению напряжений при охлаждении, например после горячей деформации. Возникновение ирогиводействуюи1их напряжений ог скопления дислокаций у часг тиц.
При увеличении степени деформации механизм Орована становится недостаточным для описания процессов взаимодействия дислокаций с частицей. Возникающая сила, которая препятствуег развитию скольжения, есть равнодействующая сила тз от скопления дислокаций около частицы, направленная против с — см. рис.
1.252 модельное рассмотрение [131. Йногда голов- й'гдопс ат механизм перерезания. Обычно действует в случае частиц порядка 500.10 †г Прочность растет, когда на поверхности материала возникают сжимающие напряжения. №тоды: а. Создание керметов; б. Создание слоя на поверхности с меньшим коэффициентом теплового расши- Рис. !.2ЗЗ !рения (например, слой А1,0з с обменом иова А!з+ ва Сгз+). в.
Химико-термическая обработка (см. 5.0) для металлических материалов (повышение усталостной прочности); г. Термоззеханнттеская обработка (см. З.О). 1Л1.2. Механические испытания Чтобы правильно подобрать материал для соответствующих условий нагруження, ыеобходимо знать свойства материала, ко"торые характеризуют его механическое поведение при этих заданных условиях натруженна. Величины, определяемые с помощью механических испытаний, имеют значение в качестве: основы для выбора размеров механически нагруженных конструкций; оценки поведения материала при пластической деформации; метода контроля за качеством; метода оценки поведения мате,риалов в сложных условиях нагружения (например. нэнси).
Допустимое напряжение и надгжнссгь. .Допустимое напряжение (в кгс-мм — ') яв.ляется важнейшей величиной для конструк"тора; о,ш =КкЗ, где К вЂ” экспериментально определяемая величина (например, прочность при испытаниях на растяжение, усталостиая прочность и т. д.); 5 — коэффициент надежности (запаса), учитываюаций ненадежность при данном виде нзгру- жения (8)1). а. оп в временное сопротивление, т. е.
напряжение (кгс.мм †'), которое определяется как оп †в а*!Аз, где Рш. †максимальная нагрузка, определяемая в процессе удлинения образца; Аз — первоначальное поперечное сечение образца. б. 66 †удлинен (в миллиметрах): М,=Ев — Еа, где 6в — расчетная (между метками) длина образца после испытания на растяжение, доведенного до разрушения; Еа — первоначальная расчетная длина образца (между метками) перед испытаниями (в миллиметрах).
в. и†удлинение (в процентах) текущее: з= [(ы~ — 1 з)Д а) 100. г. б — удлинение (в процентах) при испытаниях до разрушенир; б= И1. — С,)1(„] 100. ба яп 5з/аз = 5 (короткий пропорциональный образец); б,з — 1ч! да — — 1О (длинный пропорциональный образеп) . д. ф — поперечное сужение при разрыве (в процентах): ф= [(Аа — Амайзя)/Аз).100. е. о — напряжение '(в кгс.мм — ' или Па)! о=у/А. ж. оя — предел упругости (см. оз,з1).
з. Ря — нагрузка при пределе текучести и. оя †пред текучести (в кгс мл! †'); ояз — верхний предел текучести; оаа— нижний предел текучести (см. диаграмму и — з на рис. 1.256). к. У' — работа деформации, равная площади под кривой на диаграмме (см. рис. 1.256). йт=йовб, где 5 — степень эаволнения (1(1). 1.11.2.1. Испытания на растяжение (ТОЕ 17461) Стандарт применим для испытаний ме.талличееких материалов при температуре 20 'С+10 'С. Неприменим для испытаний проволоки диаметром 6 мм, сварных швов, чугуна с пластинчатым графитом. Основной вид статических нспытаиий— определение механических свойств в условиях одноосного растягивзющего натруженна всего сечения образца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
