Остаточных пластических

Механическая обработка усиливает склонность к КРН аусте-нитных нержавеющих сталей, и можно предположить, что радиация вызовет аналогичные изменения. В опытах Дэвиса и др. [65] нержавеющая сталь 316 (17 % Сг, И % Ni, 2,5 % Mo) после облучения быстрыми нейтронами разрушалась в кипящем растворе 42 % MgCl2 в течение 1 ч, тогда как на разрушение необлученных образцов понадобилось 10 ч. Время разрушения после (но не перед) облучения не зависело от приложенного напряжения (34— 152 МПа); это может свидетельствовать о вызванных облучением высоких остаточных напряжениях, к которым внешнее напряжение оказывается лишь незначительной добавкой. Однако авторы предпочли объяснить свои результаты изменением свойств поверхностной оксидной пленки. Нержавеющая сталь 20 % Сг, 25 % Ni, 1 % Nb не разрушалась ни до, ни после облучения.

а - - без начальных напряжений. 6 при растягивающих остаточных напряжениях, сжимающих остаточных напряжениях

Данный метод позволяет получать исчерпывающий объем информации от остаточных напряжениях (величины, знаки, направление главных осей) в конкретной точке поверхности объекта. Измерения проводятся с чувствительностью 0,05 — 0,15 предела текучести материала (в зависимости от диаметра отпечатка). Погрешность измерений по отношению к среднестатистическим значениям с 95 % доверительной вероятностью не превышает 10 %.

Хорошие результаты дает предварительный изгиб свариваемых деталей в сторону, противоположную сварочной деформации (рис. 6.14). Сварку сложных деталей нежесткой конструкции производят в специальных приспособлениях (кондукторах). Жесткое закрепление во время сварки и охлаждения препятствует короблению деталей тогда, когда из-за высоких температур их материал обладает повышенной пластичностью. По окончании сварки при тех же остаточных напряжениях больших деформаций не возникает.

бе, начальных напр^еннй. б- при растягивающих остаточных напряжениях, . - при - без начальных на» р Сжим1ющн;ос„1очных напряжениях

а — без начальных напряжений, б — при растягивающих остаточных напряжениях, в — при сжимающих остаточных напряжениях

Данный метод позволяет получать исчерпывающий объем информации от остаточных напряжениях (величины, знаки, направление главных осей) в конкретной точке поверхности объекта. Измерения проводятся с чувствительностью 0,05 — 0,15 предела текучести материала (в зависимости от диаметра отпечатка). Погрешность измерений по отношению к среднестатистическим значениям с 95 % доверительной вероятностью не превышает 10 %.

Исследования показали, что сами по себе растягивающие напряжения могут снизить предел выносливости гладких образцов не более чем на 10 % даже при больших остаточных напряжениях [171].

Б. М. Об остаточных напряжениях, возникающих при шлифовании металлов,— Изв. АН СССР. Металлы, 1969, № 6.

Композиционные материалы состоят из разнородных компонентов, отличающихся друг от друга коэффициентами линейного расширения и упругими константами, поэтому остаточные напряжения в композиции возникают в процессе ее охлаждения от температуры получения. Предполагается, что вначале при охлаждении в матрице происходит свободная пластическая деформация до тех пор, пока матрица не перейдет в упругое состояние. Решение задачи о температурных остаточных напряжениях в ориентированных композициях можно свести к решению задачи о распределении напряжений в цилиндрическом сердечнике с оболочкой. Задача вначале решается в упругом приближении. Воспользуемся конечными формулами [24] для расчета радиальных аг, тангенциальных сге и осевых az напряжений в матрице на границе раздела с волокном:

Известно, что пластически деформированный металл сохраняет около 10% энергии, затраченной на его деформирование. Эта энергия распределяется в металле следующим образом. На долю макронапряжений приходится только ~Ю,1% энергии. Полагают, что почти вся остальная энергия, накопленная металлом, заключена в остаточных напряжениях 3-го рода (~95%), так как по данным Кальоти энергия, накапливаемая микронапряжениями, незначительна [52].

Даже в условиях максимальных остаточных пластических деформаций за пределом текучести экспериментально определяемая величина дилатации образца имеет порядок AWV = 6 ?& 10~*

Даже в условиях максимальных остаточных пластических деформаций за пределом текучести экспериментально определяемая величина дилатации образца имеет порядок A WV = б » 10~* [10 ], что соответствует Афтах я# —0,5 мВ.

Напряжение, соответствующее появлению остаточных (пластических) деформаций определенной величины, называется пределом упругости. Напряжение, соответствующее

Тензометрирование деформации сосудов осуществлялось со снятием показаний при рабочем давлении, при давлениях, превышающих рабочее давление в 1,25 и 1,5 раза, а также после полной разгрузки. Если сосуд выдерживал расчетное число циклов нагружения до рабочего давления, путем плавного повышения давления он доводился до разрушения. При этом фиксировалось разрушающее давление и количество рабочего агента, израсходованное на увеличение объема сосудов. С целью определения остаточных пластических деформаций в 25 сечениях цилиндрического корпуса сосуда замерялась длина окружности до и после разрушения. Сосуды испытывались при различных температурах до —55°С. Вода в качестве рабочего агента использовалась до +4°С, а при понижении температуры применялось арктическое дизельное топливо.

Результаты испытаний показали, что номинальные напряжения в момент хрупкого разрушения значительно меньше предела текучести соединения, излом хрупкий, остаточных пластических деформаций не обнаружено.

Способ нанесения надреза влияет также на величину остаточных пластических деформаций в окрестности надреза. При выполнении надреза фрезой или резцом такие пластические деформации практически отсутствуют. В случае нанесения прессованного надреза имеют место локальные пластические деформации. Для определения их характера и величины на боковые поверхности образца в месте надреза алмазной пирамидкой с помощью микроскопа МПИ-2 наносили сетку с шагом 0,5 мм и измеряли искривления сетки после вдавливания пуансона (рис. 2). Замеры показали, что в процессе вдавливания пуансона деформация металла направлена нормально к его граням. В результате перемещения металла по направлениям, нормальным к боковым граням пуансона, в основании надреза возникает зона растягивающих напряжений. Измерениями установлено, что на глубине 0,25 мм от дна надреза местные пластические деформации растяжения достигают 10—12 %. Происходит локальное охрупчивание металла, причем глубина зоны охрупчивания достигает 2 мм, что способствует зарождению хрупкого разрушения.

При наличии остаточных пластических деформаций возрастает значение цикличности нагружения диска. Эти вопросы для диска произвольного профиля рассмотрены в работе [67], где выведены условия, определяющие допустимые колебания нагрузки. Использование электронных вычислительных машин для расчета разнородных дисков описано в работе [68 ]. Отметим также работу [69], посвященную преимущественно экспериментальному исследованию разнородных турбинных дисков.

Напряжение, соответствующее появлению остаточных (пластических) деформаций определенной величины, называется пределом упругости. Напряжение, соответствующее

3.8.2. Остаточные пластические деформации е0 (независимо от их направления) от указанных в п. 3.8.1 технологических операций учитываются изменением исходной пластичности металла, которое может быть определено экспериментально путем испытаний образцов при статическом растяжении или на основании значений расчетных или экспериментально измеренных остаточных пластических деформаций.

Рис. 6.2. Изменение модуля анизотропного упрочнения ^ как функции температуры Т и второго инварианта /*р тензора остаточных пластических мпк-ронапряжений

Указанная особенность связана с физической природой возможных разрушений. Как показал опыт эксплуатации и расчета для автосцепок, в настоящее вермя существуют четыре основные причины возможного повреждения и разрушения, а именно: 1) усталостное малоцикловое; 2) квазистатическое, связанное с накоплением остаточных пластических деформа-