Исследовании механических

Эти трудности задержали распространение метода фольг при исследовании материалов с покрытиями, и электронно-микроскопический анализ преимущественно ограничен косвенным методом.

Для того чтобы обеспечить однозначность перехода от одного из этих условий к другому, предположим, что материал обладает потенциальной энергией деформации вплоть до начала интересующего нас резкого изменения; в частности, зависимость между напряжениями и деформациями может быть нелинейной, но она должна быть однозначной до самого начала «разрушения». Следует отметить, что данное предположение не выполняется, если критерий разрушения представляет собой условие разрыва среды, которому предшествует процесс необратимого деформирования; при этих условиях область применимости критерия разрушения ограничена прямолинейными траекториями нагружения, проходящими через начало координат. При исследовании материалов, для которых с принятой точностью выполняется предположение о существовании потенциальной энергии деформации, в формулировке критерия разрушения можно использовать любое из трех уравнений (1) — (3), если они удовлетворяют основным математическим требованиям.

Систематический обзор работ об исследовании материалов методами тепловой микроскопии содержится в справочнике [36].

Наибольшее распространение, при исследовании материалов в области больших пластических деформаций, имеет диаграмма в системе осей стИС1, т) (рис. 2.24). Эта диаграмма показывает, что

Показатель степени п, вероятно, связан с распределением микро-пор и других дефектов. Кривая на рис. 1.9 построена по данным, полученным при исследовании материалов без уплотняющих пропиток. При использовании пропиток снижается объем регистрируемых ме-

В настоящее время перед нашими учеными и инженерно-техническими работниками промышленности стоит важная задача использовать радиоактивные изотопы при исследовании материалов конструкций машин и рабочих процессов. Прежде Всего это относится к энергетическому и транспортному машиностроению, где начинает осваиваться ядерное топливо.

При исследовании материалов типа полиэтилена уменьшение диаметра используемых термопар может быть ограничено их механической прочностью.

Для материалов, .конструкционных, имеющих высокую коррозионную устойчивость в данной среде, надежные данные могут быть получены только на основе изменений масс. Однако сравнительно толстый слой окисной пленки, хорошо сцепленный с металлом, с образцов желательно удалять. Так, например, два образца — один после испытаний в воде, содержащей водород, а другой после испытаний в воде с низким содержанием кислорода — иногда характеризуются одинаковыми потерями массы непосредственно после испытания, так как на образце из кислородного контура может сохраниться более толстый слой окисной пленки. Сравнение потерь веса этих образцов после удаления с них пленки обычно обнаруживает значительную разницу в поведении образцов. По этой причине и рекомендуется удалять «остаточную» окисную пленку, особеннр при исследовании материалов, склонных к образованию толстого слоя окалины. Всем операциям, которыми сопровождается снятие с образца окисной пленки подвергается так же контрольный образец из того же материала, не проходивший испытаний. Изменение его веса, которое может быть вызвано удалением окалины, позволяет внести поправку в потери веса испытуемых образцов.

Таким образом, из анализа характера износа используемых в исследовании материалов в интервале температуры 25—600° в среде воздуха можно выделить четыре типа материалов :

Исследование эрозионной стойкости материалов до последнего времени производилось только экспериментальным путем, причем наиболее надежные данные были получены при исследовании материалов в натурных условиях. Применительно к лопаткам паровых турбин натурные испытания были проведены еще в тридцатых годах [Л. 42]. Однако организация такого эксперимента весьма затруднительна. Поэтому часто используют лабораторные методы, которые весьма эффективны при определении сравнительной эрозионной стойкости различных ма-

Космос (имитация космических условий 7/00; инструменты для работы в космосе 4/00} В 64 G; Котлы (водонаг-ревательные F 24 Н 1/08, 1/22-1/44; водотрубные, выносные топки для их обогрева F 23 В 1/06; для вулканизации изделий на основе каучука В 29 С 35/00; металлические, изготовление В 21 D 51/22; плавильные стереотипов В 41 D 3/20-3/26; тигельные F 27 В 14/10); Коэффициент [полезного действия (механический (измерение 3/26; испытание и градуировка приборов для его измерения 25/00) G 01 L; повышение в ДВС F 02 В 43/02); теплового расширения, измерение при исследовании материалов G 01 N25/16]

Процессы локализации пластической деформации необходимо учитывать при исследовании механических свойств материала, эксплуатационных качеств изделий ц конструкций.

При растяжении плоских образцов с центральной" сквозной трещиной перед наступлением критического состояния равновесии (когда трещина начинает быстро лавинообразно распространяться нрн постоянной внешней нагрузке) почти всегда наблюдается стадия медленного устойчивого докритичесиого роста трещины. Это медленное подрастание трещины, хорошо известное экспериментаторам, приводит к тому, что критическая длина трещины 1С превышает исходную длину /0 на 30, З'д а то и па 100% в зависимости от свойств материала и длины исходной трещины. Зависимость напряжения в неослабленном сечении образца от длины устойчивой трещины принято называть докрптическон диаграммой разрушения. Стадии медленного роста трещины придается настолько большое значение, что при исследовании механических свойств материалов предлагается дополнят], диаграммы деформации диаграммами разрушения 150, 109. 110, 140. 20."), .4151.

Как указывал в своем известном труде по физике твердого тела проф. В. Д. Кузнецов «при трении двух металлических тел происходят в миниатюре почти все те явления, которые мы наблюдаем при исследовании механических свойств металлов». Явления, связанные с разрушением .поверхностей из-за усталости или других причин, при трении двух тел осложняются производными процессами, из которых основную роль часто играет окисление.

Подобные результаты получены и при исследовании механических свойств сталей труб, работающих в условиях водной очистки в других котлах (в том числе СКД) как в гладкотрубных, так и в цельносварных мембранных экранах и в пароперегревателях.

При исследовании механических свойств поверхностей раздела возникают проблемы, близкие к тем, с которыми сталкиваются при физико-химическом исследовании. Можно использовать изолированные поверхности раздела, но и в этом случае не воспроизводятся распределения остаточных напряжений в композитах, а сложное напряженное состояние при их деформации не идентично состоянию типичного композитного материала. С другой стороны, испытания то вытягиванию волокна также недостаточно воспроизводят условия в композите по причинам, рассмотренным более подробно в гл. 2.

Из полученных результатов вытекают два важных следствия. Во-первых, становится очевидным, что известное эмпирическое соотношение Ну = Зат не выполняется в наноструктурных материалах, если исследуются исходные и отожженные состояния. Этот факт может быть объяснен следующим образом. Как известно, предел текучести соответствует началу пластической деформации, но при измерениях микротвердости средняя величина деформации составляет 9-10% [346]. Следовательно, можно ожидать, что в случае сильного деформационного упрочнения в отожженных образцах будет существовать значительное различие в соотношении между Ну и «Ту в сравнении с исходными нанострук-турными образцами, где, как показал эксперимент, деформационное упрочнение незначительно. Эти результаты указывают на необходимость осторожного использования соотношения Ну = Зат при исследовании механических свойств наш- и субмикрокристаллических материалов.

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов: статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния; испытания на ударную вязкость и вязкость разрушения;' плас-тометрические исследования; испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость; испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы); испытания в условиях сложнонапряженного состояния; испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость; испытания на циклическую, контактную прочность, усталость и в условиях сверхпластичности; высокоскоростные испытания; испытания при наложении высокого гидростатического давления; испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д.

4. Ройтбург Ю. С., Равва Ж. С. Автоматическая переработка информации при исследовании механических систем и технологических процессов (комплекс «Гранит»). См. статью в настоящем сборнике.

ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Автоматическая переработка информации при исследовании механических систем и технологических процессов (комплекс «Гранит»). Р о и т-б у р г Ю. С., Р а в в а Ж. С. «Динамика, прочность, контроль и управление — 70». Куйбышевское книжное издательство, 1972, стр. 283.

Ю. С. Р о и т б у р г, Ж. С. Р а в в а. Автоматическая переработка информации при исследовании механических систем и технологических процессов (комплекс «Гранит»).......... 283