Происходит пластическое

затем включают сварочный ток. Протекание тока через детали приводит к постепенному нагреву металла в стыке до температуры, близкой к температуре плавления. Затем увеличивают усилие (осаживают детали). При этом происходит пластическая деформация металла в стыке и образование соединения в твердом состоянии. При сварке сопротивлением не обеспечивается достаточно полное удаление окисных пленок, трудно добиться равномерного нагрева деталей по всему сечению, поэтому сварка сопротивлением используется ограниченно для изделий относительно небольшого сечения (до-200—250 мм2).

Рассмотрим этот же случай нагрева в предположении, что предел текучести металла составляет ат—400 МПа и не изменяется в процессе нагрева. Тогда напряжения ах первоначально возрастают, достигая значения предела текучести в точке А\ (рис. 11.1,6). На участке А\В\ происходит пластическая деформация укорочения, а напряжения будут равны пределу текучести о* = От =400 МПа, если не учитывать упрочнения металла. Начиная с точки В\, сжимающие напряжения уменьшаются по кривой B\C\D\, которая эквидистантна кривой BD, перенесенной с рис. 11.1, а. В точке С\ напряжения равны нулю, а далее переходят в растягивающие. После полного остывания (точка DI) сохраняются остаточные растягивающие напряжения аост> значения которых в данном случае меньше предела текучести металла.

Акустическую эмиссию при деформации материалов вначале рассмотрим на примере механических испытаний гладких образцов. Каждому типу диаграммы напряжение — деформация (а—е), получаемой при испытании на растяжение различных материалов, соответствует своеобразное изменение процесса АЭ (рис. 2.45). Из кривых видно, что даже в области упругости (от 0 до ае) наблюдается АЭ. Она возникает от того, что материал неоднороден, .нагружен неравномерно и в отдельных областях происходит пластическая деформация, хотя в целом процесс упругий.

2. Под действием каких напряжений происходит пластическая деформация и как при этом изменяются структура и свойства металлов.

Процесс возврата может сопровождаться полигониза-цией структуры. В процессе снятия напряжений происходит пластическая деформация упруго изогнутых блоков мозаичной структуры (рис. 64, а); кристалл дробится

лических поверхностей в результате вибраций или периодических деформаций элементов конструкции. На участках, поврежденных фреттинг-коррозией, протекают процессы схватывания, абразивное разрушение, усталостно-коррозионные явления. Данный процесс является многостадийным, который по современным представлениям состоит из следующих этапов [443. Вначале происходит упрочнение поверхностей контакта и циклическая текучесть подповерхностных слоев. При этом происходит пластическая деформация микровыступов, схватывание ювенильных участков металла, возникновение и разрушение окисных пленок.

нагрева котла и дается анализ их возникновения . и развития. В условиях циклического охлаждения труб при водной очистке в них возникают знакопеременные термические напряжения. Процесс термоциклического нагружения можно в простейшем случае изобразить показанной на рис. 5.28 схемой [168, 187—189]. В первом цикле охлаждения металл деформируется на величину е= ^еу'+е,/ (линия 0—а — с), где еу' и еп' обозначают соответственно упругую и пластическую деформацию при первом цикле охлаждения. При прекращении охлаждения температура металла восстанавливается до начальной величины и на него воздействует сжимающее напряжение. При этом происходит пластическая деформация еп" (линия d — е). В условиях повторных циклов процесс протекает по замкнутому контуру Ъ—с—d—е—Ь, который по существу представляет собой циклически повторяющуюся упруго-пластическую деформацию материала. Суммарная упруго-пластическая деформация и размах напряжений Да по упрощенной петле гистерезиса выражаются как

Форма образца и контртела должна обеспечивать в процессе испытания постоянство напряжений в зоне контакта. Если наблюдается некоторый износ и происходит пластическая деформация образцов, то при обработке результатов испытаний учитывают накопленную» пластическую деформацию. В пределах одной серии испытаний макро- и микроструктура, а также твердость образцов должны быть-близкими.

Кроме номинальной площади контакта Ла [она вхо-дит в формулы (68) и (69)], при ударе иногда необходимо учитывать фактическую площадь контакта Аг. При тяжелонагруженном контакте, когда максимальные температуры достигают 500 — 600 °С и в зоне удара происходит пластическая деформация, фактическая площадь контакта при ударе практически становится равной номинальной.

Индийскими исследователями проведено испытание пары диск (быстрорежущая сталь) —ползун (латунь) при больших скоростях скольжения и значительных давлениях. В поверхностных слоях контактирующих деталей происходит пластическая деформация, приводящая к усиленному износу и переносу более мягкого металла на твердый. С повышением температуры и давления сила трения увеличивается; и разрушение резко усиливается. Этот переход соответствует чисто металлическому контакту, когда условия сходны с условиями схватывания при ковке.

При ультразвуковой ударной обработке происходит пластическая деформация обрабатываемой поверхности в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности, вследствие чего снижаются остаточные сварочные напряжения, действующие в материале шва вдоль поверхности [35].

**** Законы трения относятся к числу не очень точных. Обычно наблюдаются значительные отклонения от этих законов. Например, при увеличении продолжительности неподвижного контакта соприкасающихся тел статический коэффициент трения возрастает. Объясняется это тем, что в месте контакта постепенно происходит пластическое изменение поверхностей обоих тел и площади их сопри-

Нами проведены исследования по определению влияния параметров шероховатости стальных поверхностей на нагрузочную способность металло-фторо'пласта и износ применительно к условиям работы тихоходных тяжелонагруженных узлов металлургического оборудования (шпиндельные устройства конвейеров, paзмaтывateлeй рулонов и др.)*. Для тихоходных тяжелогруженных пар трения характерным является низкая скорость относительного скольжения, почти не вызывающая нагрев поверхностей трения и высокие удельные нагрузки, обусловливающие значительные упругопластические или пластические деформации в местах фактического контакта. При относительном перемещении контактирующих поверхностей различной твердости (например, сталь — металлофторопласт) происходит пластическое оттеснение деформируемого материала, которое при определенной глубине внедрения нарушается вследствие образования застойной зоны заторможенного материала.

когда в вершине трещины может возникать ее пластическое притупление, последовательность событий формирования профиля усталостной бороздки происходит с включением в себя этого эффекта [157]. На восходящей ветви нагрузки происходит пластическое притупление трещины, что приводит к формированию зоны вытягивания. Далее на начальной стадии нисходящей ветви нагрузки впереди притупленной вершины трещины образуются дислокационные трещины перед каждым мезотун-нелем, как это показано на рис. 3.27г. Последующее уменьшение нагрузки приводит к образованию вторичных бороздок вследствие ротационной пластической деформации.

Обращенная к матрице вершина трещины испытывает поддержку (сопротивление) матрицы, величина которой зависит от модуля упругости и предела пропорциональности материала матрицы. Если в матрице происходит пластическое течение, эта поддержка исчезает, что усиливает эффект концентрации напряжений •в вершине трещины, обращенной к матрице. Теория учитывает эти явления лишь значением постоянной В в уравнении (8). Тем не менее влияние сопротивления матрицы росту трещины было установлено экспериментально; соответствующие результаты будут •приведены ниже.

что определяется характером диаграмм неизотермического деформирования. На участке СВ термические напряжения интенсивно уменьшаются при /max = const. Поскольку материал деформируется в условиях заданного размаха полной деформации, то причиной уменьшения термических напряжений является развитие деформаций ползучести Дес, т. е. происходит релаксация термических напряжений: Ais = Aee + Aep--Aec. Величина упругой составляющей Лбе при этом уменьшается, а Де = =const. Точка ?('а=0) соответствует температуре t*, при которой знак напряжений изменяется. Величина напряжений растяжения определяется разностью температур M = t*—/mm и характером диаграмм деформирования. Однако, как видно из рис. 39, напряжения достигают значений предела текучести и превышают их. Таким образом, в материале происходит пластическое деформирование и в точке цикла, соответствующей ^тш-

Необычный характер термического расширения можно объяснить. По-видимому, на первом участке кривой при нагреве происходит постепенное снятие остаточных напряжений. На этом участке коэффициент линейного расширения, например, никеля с 25% углеродных волокон равен 15-lO"60^1, что близко к значению для чистого никеля. При дальнейшем повышении температуры напряжения возникают снова, но противоположного знака, и продолжают расти, достигая значений предела текучести матрицы. В дальнейшем происходит пластическое течение матрицы под действием сжимающих напряжений, и поведение материала определяется в основном углеродным волокном, имеющим коэффициент линейного расширения во всем интервале, равный примерно 10~6°С~1. Об этом свидетельствует тот факт, что конечное приращение длины образцов при температуре 800° С одинаково для материалов с различным содержанием волокон (25 и 45%). Наличие температурной зоны, в которой наблюдается пластическое течение одного из компонентов, приводит к образованию гистерезиса на кривых нагрев—охлаждение. Подобным образом ведет себя боралюминий с 10 и 25 об. % волокон бора, однако при содержании в нем 45—50% волокон термическое расширение его полностью определяется свойствами волокон, иными словами, при наличии достаточно большого количества высокомодульных борных волокон алюминиевая матрица не вносит заметного вклада в эффективный коэффициент линейного расширения во всем интервале температур от комнатной и до 500° С. То же самое можно сказать и об алюминии, армированном кварцевым волокном, при содержании его 70 об. %; коэффициент линейного расширения такого материала оказался равным (0,5— 0,6) 10™6, °С~1, т. е. таким же, как у кварца.

Природа перехода из вязкого состояния в хрупкое без каких-либо видимых структурных изменений в настоящий момент полностью не раскрыта. Пластическая деформация возникает в результате движения дислокаций. Атомы примесей, имеющихся в металле, блокируют дислокации, образуя «облака Коттрелла». При приложении нагрузки движение дислокаций задерживается у границ зерен, точечных дефектов и других препятствий, пока напряжения от внешней нагрузки не становятся достаточными для возникновения пластической деформации или для зарождения трещины. В первом случае происходит пластическое течение, во втором, когда скорость распространения микротрещины превышает скорость пластической деформации, наступает хрупкое разрушение. При повышении температуры испытания возможность вырыва дислокации из ее облака и ее перемещения возрастают. По достижении определенной температуры скорость пластической деформации начинает превышать скорость распространения микротрещин, т. .е. металл переходит из хрупкого состояния в вязкое.

В разновидностях абразивного изнашивания общим является механизм процесса, который заключается -во внедрении абразивного тела в металл и его продвижении при трении вдоль поверхности, вследствие чего .происходит пластическое деформирование металла (выдавленная царапина) или отделение микростружки, или скол. Отделение металла, определяющее износ, может быть в результате однократного, двукратного или многократного действия абразива. По краям выдавленной царапины металл может в навалах иметь значительные повреждения и в этом случае легко отделится при последующем воздействии абразива.

2) если зубья при работе изнашиваются (вследствие, например, недостаточной гладкости их рабочих поверхностей, загрязнённой смазки или её малой эффективности, обусловленной малыми окружными скоростями), то распределение нагрузки по длине контактных линий становится неравномерным, и вблизи полюса зацепления, где скорости скольжения малы, контактные напряжения возрастают до значений, при которых происходит пластическое обминание поверхностных слоев зубьев. Однако этот недостаток становится достоинством в тех передачах, в которых приходится опасаться заедания зубьев (например, в передачах шестеренных клетей мощных прокатных станов).

Электромеханическая высадка осуществляется так же, как и при восстановлении без добавочного металла, с той лишь разницей, что она является более глубокой. Перед началом второй операции проводят очистку проволоки от оксидов. Очистку можно проводить наждачной шкуркой. Приваривание дополнительного металла осуществляют следующим образом: между высаженной поверхностью детали и роликовым инструментом 3 помещают стальную проволоку 4 и пропускают электрический ток большой силы (1400... 2500 А) и низкого напряжения (4 ... 6 В). В этом случае также имеет место интенсивный разогрев металла в месте контакта. Под действием силы инструмента происходит пластическое деформирование проволок и заполнение высаженного профиля.

Испытываемые образцы изготовлены из стали 10, пайка выполнена припоем Л63, газовой горелкой. При а <; =s;4-r-5° деформации в основном упругие, при больших углах — происходит пластическое деформирование. На рис. 25 показана зависимость угла