Локализация пластической

Высокая пластичность объясняется тем, что в процессе испытания на растяжение, когда происходит локализация деформации, аустенит в этом месте превращается в мартенсит, упрочняющий образец, и деформация сосредоточивается в соседних объемах аусте-нита. Следовательно, превращение аустенпта в процессе испытания в мартенсит деформации исключает возможность образования «шейки», что объясняет высокую пластичность.

Локализация деформации зависит от величины теплового эффекта, зависящего от модуля сдвига, теплопроводности и теплоемкости металла, от числа плоскостей сдвига в единице объема и от интенсивности температурного разупрочнения металла.

Рассматривая влияние размера зерна на прочность, необходимо также учитывать и состояние самих границ. Так, например, в процессе высокотемпературного наклепа обрабатываемой стали происходит локализация деформации по границам аустенитных зерен, что приводит к искажению границ и, как следствие, к изменению конфигурации зерен — возникновению развитой «зубчатости» [13].

Так, создаваемые при ВМТО искажения границ в значительной степени предотвращают также образование фаз, ослабляющих связь между соседними зернами [16, 13], что приводит к существенному повышению сопротивления хрупкому разрушению. В частности, локализация деформации по границам зерен и связанное с этим искажение межзеренных переходных зон, сохраняемое и после охлаждения, благоприятно изменяют условия обособления, а также форму фаз и соединений, ответственных за развитие отпускной хрупкости стали, и, кроме того, способствуют оптимальному, т. е. соответствующему наивысшей прочности, распределению частиц упрочняющей фазы.

Предел прочности условный (ав = PBIF0), или временное сопротивление разрушению, соответствует максимальной нагрузке образца (см. рис. 1.15) и максимальному значению его равномерной деформации. После достижения максимальной нагрузки Ра происходят потеря образцом механической устойчивости и локализация деформации в шейке, но ов не является предельной прочностью металла. Как показывает перестройка диаграммы растяжения из координат Р—А/в координаты 5 — е (см. рис. 1.15), истинное напряжение продолжает возрастать и достигает максимального значения в момент разрушения (SJ.

На рис. 10 приведена микроструктура сплава ПТ-ЗВ и распределение в нем микронеоднородной деформации при различной степени деформации. Видно, что уже на пределе упругости (еср = 0,36 %) наблюдается резкая локализация деформации по микрообластям. Это указывает на то, что неоднородность деформированного состояния —не случайный процесс, складывающийся только в ходе последующего .пластического деформирования; он целиком предопределяется еще в упругой области и отражает реальное строение сплава, кристаллографические ориентировки отдельных кристаллов и их дислокационную структуру. Формирова-

повышается по линейной зависимости для обоих состояний сплава. Это говорит о росте предельной величины микропластической деформации, способной привести к образованию трещин с возрастанием степени деформации. При одинаковых степенях пластической деформации и одинаковых базах измерения среднеквадратичное отклонение микродеформации у мелкозернистого сплава .значительно меньше, чем у крупнозернистого. Особенно резкая локализация деформации наблюдается

Рис. 13. Локализация деформации в приграничных областях а-сплава Ti—4,2 % AI-

в приграничных областях (рис. 13). В а-сплавах, не содержащих остаточной (3-фазы, усиливается локализация деформации по границам зерен (рис. 14).

Рис. 14. Локализация деформации на стыке трех зерен в а-сплаве Ti — 4,2 % At; X300:

74. Лихачев В. А., Панин В. Е., Засимчук Е. Э., Владимиров В. И. и др./В кн.: Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации.— Киев: Наукова думка, 1989.- С. 101-140.

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне — уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и

23. Пресняков А. А, Локализация пластической деформации. М.: Машиностроение, 1983. 56 с.

Чем более затруднена объемная диффузия в упрочненном материале, тем менее вероятна локализация пластической деформации в тех объемах металла, которые при обычных условиях в существенной степени теряют свою способность сопротивляться деформированию из-за наличия менее прочной коагулированной фазы. [68].

жения и сжатия образца происходит противоположное по направлению вращение локальных объемов материала. При этом локализация пластической деформации сопровождается разогревом материала. После достижения предельной плотности дислокаций по границам вращающихся объемов материала образуется свободная поверхность

Представление об интерференции волн напряжений, возникающих в образце, позволило объяснить результаты некоторых усталостных испытаний. Суммирование колебаний различных частот и ам- . плитуд является причиной перегрузки отдельных объемов .материала образца и зарождения первичных субмикросколических трещин при переменном 'нагружении. Снижению сопротивления усталости стали при двухчастотном нагружении способствует локализация пластической деформации и более интенсивное накопление искажений кристаллической решетки, а также ускоренное распространение усталостных трещин.

Пластическая деформация при ударе неоднородна и локализуется в отдельных микрообъемах. Применение современных физических методов исследования с применением электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа позволяет получить информацию о протекании пластической деформации в контактных поверхнЪстных слоях. Локализация пластической деформации происходит в объеме соударяющихся неровностей по следам скольжения (сдвига) толщиной около 2000—2500 нм по направлениям максимальных касательных напряжений. В местах локализации под влиянием мгновенного нагрева и быстрого охлаждения протекают структурные превращения. Впервые протекание таких превращений при ударе обнаружил В. П. Кравз-Тарнавский. Белая про-

Кинетика развития трещин в литейных высокожаропрочных никелевых сплавах несколько отличается от кинетики деформированных сплавов: обычно не образуются и не развиваются макроскопические трещины. Методом электронно-микроскопической авторадиографии было показано *, что на стадии, близкой к разрушению, в литейных высокожаропрочных сплавах происходит множественное повреждение границ зерен, выражаемое в увеличении диффузионной ширины границ зерен. Рост плотности дислокаций в материале образца с увеличением времени на-гружения также имеет общеобъемный характер. Однако при появлении макроскопической трещины вне зоны образования трещины скорость роста плотности дислокаций уменьшается [68], что является, по-видимому, следствием локализации пластической деформации на некоторых ослабленных участках материала. Можно предположить, что в литых сплавах большая локализация пластической деформации приводит к большой ло-

Исследования процесса деформирования (22, 27, 48, 67] свидетельствуют о наличии ряда специфических эффектов, свойственных методике испытаний на термическую усталость; это, : одной стороны, существенная локализация пластической деформации в наиболее нагретой части образца, и с другой — при более высоких параметрах термомеханического воздействия — интенсивное формоизменение [27] (появление ряда «гофров»), проявляющееся из-за нестационарное™ процесса циклического упругопластического деформирования разных зон образца в связи с возникновением продольного градиента температур. Эти эффекты вызывают значительные трудности в расшифровке действительной картины процесса упругопластического деформирования и вносят существенные погрешности в оценку сопротивления термической усталости.

развивалась деформация. Локализация пластической деформации в ограниченных областях с высокой плотностью дислокаций в них позволяет производить топографические исследования только на уровне линий скольжения (рис. 3, см. вклейку). Кроме отмеченной выше неоднородности деформации по образцу, часто обнаруживается локализация деформации в тонких поверхностных слоях: выявляемые рентгенотопографически области деформации в виде одиночных плоскостей скольжения распространяются в некоторых случаях на глубину менее 0,1 мм (рис. 3, в). Было также обнаружено, что в результате переполировки кристаллов со снятием с поверхности слоя толщиной около 50 мкм концентрация ямок травления уменьшалась от 10' до 103 см"2. Кри-сталлы после деформации, как правило, оставались прозрачными и бесцветными. Но при интенсивной деформации, когда ширина кривых качания была равна

модействующие с алюминием по эвтектическому типу (2) FeAh, Al3Ni, А16Мп, не разрушаются при деформировании и тормозят развитие возникающих в матрице сплава трещин, являясь своеобразными «шипами» (рис. 1, б). Поэтому характер протекания пластической деформации и разрушения сплавов, содержащих те и другие частицы, — различен. В первом случае, на самых начальных стадиях в местах нахождения частиц наблюдается локализация пластической деформации, приводящая к разрушению в этих местах: при повышенных температурах этот процесс интенсифицируется. Во втором случае, с увеличением содержания избыточных фаз повышается однородность протекания деформации, трещины зарождаются в матрице, либо между частицей и матрицей при напряжениях, заметно превышающих предел текучести, и пластической деформации, близкой к разрушающей.

При 800° С, как и при 1000° С, процесс пластической деформации в слое кремнистого железа в значительной мере контролируется развитием межзе-ренного проскальзывания (в зонах, отмеченных стрелками на рис. 132, б). В материале плакирующего слоя при 800° С возникают внутризеренное скольжение и локализация пластической деформации в участках пересечения двойников в аустенитной стали с межслойной поверхностью раздела (например, в зонах, отмеченных стрелкой с белым кружком на рис. 132, б).

Рекомендуем ознакомиться:

Легкоплавких составляющих

Лабиринтового уплотнения

Ленинградский металлический

Ленинградское производственно

Ленинградского университета

Ленинград гатчинская

Ленточные пластинчатые

Ленточными конвейерами

Ленточное шлифование

Ленточного транспортера

Лезвийным инструментом

Ликвидации последствий

Меню:

Главная страница Термины