Напряжений допускаемые

тем легче, чем больше дислокаций будет в металле. В металле, в котором нет дислокаций, сдвиг возможен только за счет одновременного смещения всей части кристалла1. В случае, если под действием напряжений дислокации не зарождаются, то прочность бездислокационного металла должна быть равна теоретической.

В случае некогерентных частиц возможно только огибание их дислокациями. На рис. 67, б показано сначала выгибание, а затем при больших напряжениях и огибание частиц дислокациями. При возрастании напряжений дислокации образуют замкнутые дислокационные петли вокруг частиц (рис. 67, б) Оставив вокруг частиц петли, дислокации останавливаются или продолжают скользить в прежнем направлении (эти петли или кольца, естественно, препятствуют движению новых дислокаций).

где erf.-(ж, у — у') — компонента тензора напряжений дислокации, расположенной на неравновесной границе в точке у'. Ниже будут рассматриваться поля напряжений, создаваемых бесконечными границами зерен, для которых L стремится к бесконечности. В этом случае средние значения равны нулю: (сТц(ж,у)) = 0, в то время как моменты второго порядка по отношению к у зависят только от координаты х. Наконец, на основе выражения, подобного (2.17) (где L —> оо), можно получить выражение

х •— расстояние, на которое распространяется поле напряжений дислокации;

Суммарная энергия поля напряжений дислокации

Согласно законам развития питтингов [45], «туннель» вдоль f оси дислокации не может устойчиво развиваться длительное : время, поскольку углубление питтинга возможно не более чем до величины, соизмеримой с его диаметром. В таком случае вклад растворенного объема «плохого» кристалла в общий баланс растворения металла из всей области поля упругих напряжений дислокации (порядка 100 — 200 А* в поперечнике) будет ничтожным (порядка нескольких атомных объемов), и поэтому следует рассматривать лишь область х ^ 2Ь (т. е. область вне ядра). Тогда деформационный прирост тока Агн с площади, ограниченной радиусом х = 2Ь «# гс, с учетом дискретности структуры кристалла будет приближенно равен величине тока с площади кольца радиусом 26 и шириной Ъ (с учетом Дер0 «g; 10 мВ < Ь):

Суммарная энергия поля напряжений дислокации

Согласно законам развития питтингов [51 ], «туннель» вдоль оси дислокации не может устойчиво развиваться длительное время, поскольку углубление питтинга возможно не более чем до величины, соизмеримой с его диаметром. В таком случае вклад растворенного объема «плохого» кристалла в общий баланс растворения металла из всей области поля упругих напряжений дислокации (порядка 10 — 20 нм в поперечнике) будет ничтожным (порядка нескольких атомных объемов), и поэтому следует рассматривать лишь область х > 26 (т. е. область вне ядра). Тогда деформационный_ прирост тока Дгн с площади, ограниченной радиусом х = 25 к гс, с учетом дискретности структуры кристалла будет приближенно равен величине тока с площади кольца радиусом 26 и шириной 5 (с учетом Аф° < 10 мВ <^ Ь):

пороги и барьеры дислокаций, плотность дислокаций возрастает, идет, постоянное и непрерывное упрочнение металла. На стаДии III развиваются поперечные скольжения, происходит частичная релаксация напряжений, дислокации противоположного знака могут взаимно поглощаться, интенсивность упрочнения по сравнению со стадией II резко уменьшается. Чем выше температура, при которой совершается пластическая деформация, тем раньше, т. е. при более низком уровне упрочнения и при более низких напряжениях начинается стадия III, которая называется также стадией динамического отдыха. Таким образом, возникновение напряжений при пластическом .деформировании металла является результатом искажений, происшедших в кристаллической решетке, имеющих необратимый характер, в результате появления и развития дислокаций, возникновения вакансий и т. д. Эти явления служат причиной повышения прочности металла, его твердости и снижения пластичности, т. е. перехода в состояние, которое носит название наклепа.

В случае когерентных частиц избв1точной фазы дислокации под действием приложенных напряжений либо перерезают, либо огибают эти частицы, что зависит от их размера, прочности и расстояния между ними. В случае некогерентных частиц возможно только огибание их дислокациями. На (рис. 81, б) показано сначала выгибание, а затем (при больших напряжениях) и огибание частиц дислокациями. При возрастании напряжений дислокации образуют замкнутые дислокационные петли вокруг частиц (рис. 81, б). Оставив вокруг частиц петли, дислокации продолжают скользить в прежнем направлении (эти петли или кольца, естественно, препятствуют движению новых дислокаций). Предел текучести при дисперсном упрочнении зависит от размера частиц d и их объемной доли f. Уравнение прочности в этом случае имеет вид:

Исследование холодных трещин показало, что они состоят из очага разрушения и участка развития. Очаг разрушения предположительно возникает из-за упругого разрыва атомных связей при достижении местными напряжениями теоретической прочности металла и соответствующего структурного состояния металла, характеризующегося избытком дислокаций, вызванных закалкой при охлаждении металла или холодной пластической деформацией. Под влиянием напряжений дислокации мигрируют к границам, скапливаются там, давая начало очагу разрушения.

2. Определение допускаемых напряжений. Допускаемые контактные напряжения для материалов:

Для чугунных червячных колес, работающих в паре с чугунным червяком при иск = 0,25 н- 2 м/с, допускаемые контактные напряжения [ак] = 1950 -и 1420 даН/см2, а со стальным червяком — [стк] = 1570 ч- 880 даН/см2; большие значения допускаемых напряжений выбирают при меньшей скорости скольжения.

Выбор допускаемых напряжений. Допускаемые напряжения в сварных швах при статической нагрузке задаются в долях от допускаемого напряжения основного металла соединяемых элементов на растяжение в зависимости от способа сварки (см. табл. 4.1).

Допускаемые контактные напряжения. Расчет допускаемых контактных напряжений ведется по формуле

Вид напряжений Допускаемые напряжения в кг/см3

Допускаемые напряжения определяются исходя из характеристик механической прочности материала ам, влияния распределения напряжений (К) и абсолютных размеров (е), а также принимая во внимание необходимый запас прочности п:

Допускаемые напряжения при статических нагрузках. Величины допускаемых напряжений при растяжении [а]р и при кручении тонкостенных сечений [т],, для сталей определяются из формул

Величины допускаемых напряжений. Допускаемые напряжения определяют исходя из характеристик механической прочности материала ам, влияния распределения напряжений (k) и абсолютных размеров (е), а также учитывая необходимый запас прочности п:

Допускаемые напряжения при статических нагрузках. Величины допускаемых напряжений при растяжении [а]р и при кручении тонкостенных сечений [т]к для сталей определяют по формулам

Допускаемые напряжения при расчетах на прочность труб и трубопроводов следует выбирать в соответствии с рекомендациями ОСТ 108.033.02-75 [7]. Стандарт содержит рекомендации по выбору номинальных допускаемых напряжений [ст] (при расчете труб и трубопроводов только на действие внутреннего или наружного давления). Дополнительные виды нагрузок (весовые, от тепловой самокомпенсации трубопровода) учитывают введением соответствующих поправок к номинальному допускаемому напряжению.

Категория Сочетание нагрузок Категория напряжений Допускаемые напряжения

Допускаемые напряжения в сварных соединениях назначают, исходя из характера шва, условий его работы, с учетом условности определения напряжений. Допускаемые напряжения обычно задают в долях от допускаемых напряжений на растяжение [Ор] основного металла.