Ориентированные перпендикулярно

Беспорядочно ориентированные кристаллы под действием деформации поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации.

Кристаллическая структура пластически деформированного металла характеризуется не только искажением кристаллической решетки, но и определенной ориентацией зерен - текстурой. Беспорядочно ориентированные кристаллы под действием деформации поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации. Не следует думать, что в результате деформации зерно измельчается. В действительности оно только деформируется и из равновесного превращается в неравновесное (в виде лепешки, блина), сохраняя ту же площадь поперечного сечения.

Прочность и пластичность ртути чистотой более 99,9999 % при понижении температуры повышается (табл. 15). Благоприятно ориентированные кристаллы имеют при —272 °С 6=100 %.

Наличие остаточных напряжений в поликристаллических телах, какими являются металлы, обусловливает различные интерференционные эффекты рентгеновских лучей, отраженных от поверхности образцов, в зависимости от размеров зоны, в которой эти напряжения уравновешиваются. Макронапряжения имеют постоянную ориентацию на исследуемом участке поверхности, и вследствие этого изменяются межатомные расстояния, что вызывает угловое отклонение лучей, отраженных от поверхности (от определенных кристаллографических плоскостей в поверхностном слое). В результате появляется смещение линий на рентгенограммах, по которому и вычисляются остаточные напряжения 1-го рода. В отражении участвуют только определенным образом ориентированные кристаллы поверхностного слоя толщиной от 3 до 50 мкм. Полученное при этом смещение пропорционально усредненному значению остаточных напряжений, распределенных по определенному закону в этом слое.

Эвтектическими композиционными материалами (ЭКМ) называются сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняющей фазой служат ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации.

Распространяющаяся в твердом теле волна встречает на своем пути различно ориентированные кристаллы (точнее, кристаллиты, или зерна, — кристаллы с правильной решеткой, но неправильной внешней формой). Скорость звука в соседних кристаллах может быть разной, в результате чего возникает локальное отражение волны.

Эвтектическими композиционными материалами называют сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняющей фазой выступают ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации. Ориентированная структура в сплавах эвтектического состава получается методами направленной кристаллизации (методы Чохральского, Бриджмена, зонной плавки). В отличие от обычных композиционных материалов, получаемых путем последовательного выполнения нескольких трудоемких технологических операций, эвтектические композиционные материалы получают за одну операцию. Ценно то, что на-

ориентированные кристаллы; '4 — усадочная раковина; 5 — усадочная рыхлость

Беспорядочно ориентированные кристаллы под действием деформации поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации.

представляют собой сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в котором упрочняющей фазой являются ориентированные кристаллы, получающиеся путем направленной кристаллизации. Структура эвтектического материала состоит из кристаллов твердых прочных химических соединений в виде стержней или пластин, распределенных в твердом растворе.

Эвтектическими композиционными материалами называют сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняющей фазой выступают ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации. Ориентированная структура в сплавах эвтектического состава получается методами направленной кристаллизации (методы Чохральского, Вриджмена, зонной плавки). В отличие от обычных композиционных материалов, получаемых путем последовательного выполнения нескольких трудоемких технологических операций, эвтектические композиционные материалы получают за одну операцию. Ценно то, что направленная ориентированная структура может быть получена на уже готовых изделиях. Это существенное преимущество эвтектических композиций по сравнению с другими технологиями получения композиционных материалов.

Мягкие и твердые прослойки соответственно имеют пониженные и повышенные прочностные свойства и возникают, например, при сварке термоупрочненных и закаливающихся сталей. В развитых (широких) мягких прослойках разрушение происходит в результате косого среза или конуса (рис.2.5,б), аналогично разрушение однородного металла. С уменьшением ширины мягкой прослойки характер разрушения заметно изменяется (рис. 2.5,в). В достаточно узких прослойках участок прямого излома занимает большую часть прослойки, чем зоны среза. Это объясняется тем, что в тонких мягких прослойках в результате стеснения деформаций мягкого металла развивается объемное напряженное состояние, жесткость которого тем больше, чем уже прослойка. При некоторых геометрических и механических ограничениях, несмотря на наличие мягких прослоек в сварных соединениях, разрушение может происходить по основному металлу. Твердые (хрупкие) прослойки, ориентированные перпендикулярно действию нагрузки, практически не влияют на характер разрушения. Разрушение таких соединений происходит по линии сплавления (рис. 2.5,г) или по основному мягкому металлу (рис. 2.5,д). В плане несущей способности считается более опасным случай, когда твердые прослойки располагаются параллельно действующему усилию (рис.2.5,е). Разрушение таких соединений, как правило, происходит в результате хрупкого разрыва твердых прослоек с последующим вязким или квазихрупким изломом мягких прослоек. Часто при таких испытаниях образцов отмечается расслоение слоев (рис. 2.5,к).

Чувствительность метода оценивается отношением размера выявляемого дефекта по вертикали (As) к толщине металла контролируемой детали (s). Наиболее четко выявляются дефекты в форме трещин, непроваров, если их размер по вертикали составляет 10% от толщины, а также цепочки шлаковых включений, ориентированные перпендикулярно направлению магнитного потока. Неудовлетворительно выявляются отдельные дефекты округлой формы, если их размер по высоте меньше 20% от толщины.

2. Появляются матовые пятна у концов разреза (рис. 25.6, я), ориентированные перпендикулярно к горизонтальному разрезу (по 0,5 мм). Затем они вытягиваются в направлении разреза, приобретая форму узких клинообразных полос (рис. 25.6, б). Одновременно эти полосы расширяются, достигая ширины 4— 6 мм (рис. 25.0,в). Вторая стадия заканчивается при о/от = 0,76 для Ст 08 и при о/ат = 0,92 для СтЗ'). Вид образца этой стадии показан па рис. 25.7.

/ - мелкие дендриты, ориентированные перпендикулярно к наружной стенке лопатки; 2 - дендриты, расположенные по продольной оси пера лопатки; 3 - границы зерен; 4 - равноосная макроструктура полки;5 -крупнозернистая равноосная макроструктура замка

Зеркально-теневой метод используют вместе или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, слабо отражающих ультразвуковые волны в направлении совмещенного преобразователя (см. рис. 2.4, а). Такие дефекты, как вертикальные трещины, ориентированные перпендикулярно поверхности, по которой перемещают преобразователь (поверхности ввода), дают очень слабый рассеяный сигнал, в связи с чем эхо-методом не выявляются. В то же время они ослабляют донный сигнал благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в вытекающую, которая в свою очередь излучает боковые волны, уносящие энергию.

наклонных совмещенных и РС-ПЭП трудно селектировать сигналы от дефектов, амплитуда и время прихода которых соизмеримы с аналогичными параметрами помехи. Кроме того, в этом случае плоскостные дефекты, ориентированные перпендикулярно оси стержня, не выявляются вследствие зеркального отражения падающей на них УЗ-волны. При контроле прямых РС-ПЭП не удается обнаружить несплавления, трещины, ориентированные перпендикулярно оси стержня, а также нельзя оценить площадь объемного дефекта в расчетном сечении шва. Неравномерность чувствительности PC-НЭП может привести к неоднозначности оценки размеров дефектов, расположенных в разных сечениях шва.

Микроструктура борированного слоя железа представляет со-бой иглы боридов, ориентированные перпендикулярно поверхности образца и вклинивающиеся в ферритные зерна (твердый раствор бора в феррите). При формировании диффузионного слоя на поверхности металла после достижения предельного насыщения бором твердого раствора (а или Y) вначале возникают зародыши, а затем иглы борида Fe2B. Эти иглы растут, постепенно смыкаясь в сплошной слой боридов. Затем на поверхности этого слоя возни* кают отдельные разобщенные иглы, а потом образуется второй сплошной слой борида FeB.

На рис. 2.14 схематически изображен такой механизм. Так, можно представить себе, что волокна, ориентированные перпендикулярно нагружению, стесняют деформации слоев с ориентацией волокон 0° после сдвигового разрушения матрицы из-за возникающей разности перемещения (и° — ы1) на участке шириной md. Есть основание ожидать, что изгиб-ная жесткость волокон 90° вносит дополнительный вклад в сдвиговую жесткость и до начала сдвигового разрушения. Прямое применение модели сдвигового анализа не позволяет

— Большое сопротивление росту трещины в направлении нагружения, наблюдаемое у композитов с ортогональной схемой армирования [0°/90°]s, вызвано высоким модулем материала в поперечном направлении и стеснением касательных деформаций у вершины надреза волокнами слоев, ориентированных в направлении 90°. Даже в процессе усталостного нагружения при разрушении образуются микротрещины в матрице, а волокна, ориентированные перпендикулярно направлению нагружения, остаются целыми. Можно считать, что явление распространения трещины в композитах этого типа хорошо изучено, несмотря на то, что результаты расчетов совпали с экспериментом скорее качественно, чем количественно.

круг этих деталей после их намагничивания. В местах нарушения сплошности происходит перераспределение магнитного потока и резкое изменение характера магнитного поля рассеяния. Характер магнитного поля рассеяния определяется величиной и формой дефекта, глубиной его залегания, а также его ориентацией относительно направления магнитного потока. Поверхностные дефекты типа трещин, ориентированные перпендикулярно магнитному потоку, вызывают появление наиболее резко выраженных магнитных полей рассеяния; дефекты, ориентированные вдоль магнитного потока, практически не вызывают появления полей рассеяния.

В ряде отраслей промышленности внедрен перлитный чугун ЧНМХ, содержащий 0,4—0,7% хрома и 1 —1,4% никеля. Этот чугун, являющийся основным материалом для тормозных барабанов автомобильных тормозов, работающих в паре с пластмассой, обеспечивает сохранение достаточно высоких фрикционных свойств и сопротивляемость износу при температурах на поверхности трения до 1000° С. В случае превышения этой температуры чугун ЧНМХ быстро теряет свои механические свойства, что приводит к повышенному износу. Макро- и микроанализ тормозных дисков и барабанов, изготовленных из ЧНМХ, показывает, что на поверхности трения в процессе работы появляются мелкие трещины, ориентированные перпендикулярно к направлению перемещения точек контакта. Обычно эти трещины развиваются по графитовым прожилкам, и появление их объясняется возникновением в поверхностном слое термических напряжений, превышающих предел упругости. Появлению трещин способствует относительно низкая прочность чугуна на растяжение, а прожилки графита являются концентраторами напряжений. Поверхностные трещины вызывают повышенный износ фрикционного материала.