Пластических деформации

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.

Так как сопротивление смещению атомов в новые положения изменяется не пропорционально смещению, то при пластических деформациях линейная связь между напряжениями и деформациями обычно отсутствует.

где Сит- константы. Использование ог(е) в форме последнего выражения [1] значительно упрощает анализ напряженного состояния конструкций при упруго-пластических деформациях и поэтому широко используется в механике деформируемого тела. Более того, для большинства металлов коэффициент m равен равномерной составляющей полного удлинения при разрыве образца на одноосное растяжение: m = In (I + ев), где Е„ - равномерная деформация.

ном работают при нормальных температурах, при которых маловероятно охрупчивание металла шва. Кроме того, большинство труб и сосудов относятся к категории тонкостенных конструкций оболочкового типа, для которых реализация хрупкого разрушения требует специфических условий: низкая температура; коррозия под напряжением и др. Поэтому важно знать напряженное состояние элементов не только при упругих, но и при упруго-пластических и больших пластических деформациях.

Формула (4.25) получена на основании решения краевой задачи теории оболочек. Предложенный подход можно использовать и для случая, когда зона коррозии охватывает часть периметра трубы, поскольку с уменьшением площади дефекта концентрация напряжений снижается (результат идет в запас прочности). По значению aCTZ можно определять коэффициенты концентрации напряжений К0 и деформаций КЕ при упруго-пластических деформациях на основании формулы Нейбера (аст = Ка К6).

Повышение усталостной прочности при кратковременных перегрузках объясняется деформационным упрочнением, происходящим при пластических деформациях'микрообъемов материала, сходным с упрочнением при наклепе. Установлено, что под действием пластических деформаций происходят упрочняющие процессы: разупорядочение кристаллических решеток; увеличение плотности дислокаций; измельчение кристаллических блоков и увеличение степени их разориентировки; зубчатая деформация поверхностей спайности в результате выхода пластических сдвигов на поверхность зерна и, как следствие, увеличение связи между зернами. Уменьшается растворимость С, О и N в а-железе; эти элементы выпадают из твердых растворов, образуя высокодисперсные карими, _оксидц_Н-нитриды в виде облаков, блокирующих распространение дислокаций. В закаленных сталях происходит распад остаточного аустенита, превращающегося в мелкоигольчатый мартенсит деформации.

При пластических деформациях кинетическое уравнение коррозионно-механической повреждаемости представляется в следующем виде:

2.3. Оценка ресурса элементов оборудования при уnpyi «пластических деформациях

В аппаратостроении и трубопроводном транспорте, как правило, применяются достаточно пластичные стали. Многие трубопроводы, нефтепроводы и сосуды в основном работают при нормальных температурах, при которых маловероятно охрупчивание металла шва. Кроме того, большинство труб и сосудов относятся к категории тонкостенных конструкций оболочкового типа, для которых реализация хрупкого разрушения требует специфических условий: низкая температура; коррозия под напряжением и др. Поэтому важно знать напряженное состояние элементов не только при упругих, но и при упруго-пластических и больших пластических деформациях.

Формула ( 4) получена на основании решения краевой задачи теории оболочек. Предложенный подход можно использовать и для случая, когда зона коррозии охватывает часть периметра трубы, поскольку с уменьшением площади дефекта концентрация напряжений снижается (результат идет в запас прочности). По значению aa2 можно определять коэффициенты концентрации напряжений Ка и деформаций Кс при упруго-пластических деформациях на основании формулы Нейбера(аа-К0Ке).

Таким образом, при пластическом деформировании создаются определенные условия для роста доменов вдоль оси образца (рисунок 3.6), чем можно объяснить наличие восходящей ветви на графиках зависимости ролГЙ^НВош). Однако вклад пластических деформаций в увеличении Рол, значительно ниже, чем вклад упругих напряжений. При значительных пластических деформациях процессы разрушения доменной структуры становятся преобладающими.

предотвращения пластических деформации или хрупкого разрушения поверхности зубьев необходимо выполнить (6.35) ч. 1:

Ооычное определение релаксации, как «самопроизвольного изменения во времени напряжений при неизменной деформации» неверно. Релаксация всегда сопровождается возникновением пластических деформации, которые и являются ее первопричиной. Правильно говорить о явлении холодной ползучести металлов, аналогичном явлению ползучести при высоких температурах, с тем различием, что деформации при холодной ползучести развиваются медленнее и имеют меньшую величину.

Материал предыдущего параграфа наглядно свидетельствует о том, что в подавляющем числе случаев разрушение сопровождается образованием пластических областей. Поэтому значительный интерес представляют исследования закономерностей развития трещин в упругоиластическнх телах, имеющих некоторые специфические особенности. Во-первых, хорошо известный экспериментаторам медленный устойчивый рост трещин в докритите-ском состоянии связан с условиями протекания пластических деформации у вершины трещины. Во-вторых, определяемые механические характеристики на образцах с предварительно созданными трещинами зависят от особенностей упругонластиче-ского деформирования в окрестности вершины трещины, причем эти особенности не могут игнорироваться при толковании результатов экспериментов. В-третьих, особенности упругопластическо-

246. Снитко п. К. К физической природе упруго-пластических деформации металлов —МТТ, 1973, № 5, с. 160—167.

1. Бриджмен П. Исследования больших пластических деформации и разрыва. М.: Изд. иностр. лит., 1955. 444 с.

графитовые включения уменьшают прочность нению пластических деформации [о], резко

РАСЧЕТЫ ДЕТАЛЕЙ С УЧЕТОМ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИИ

о местных пластических деформации

Рис. 4.9. Изменение циклической (а) и накопленной (б) пластических деформации для стали Х18Н10Т (650° С) при мягком нагружении с треугольной формой цикла

Начало пластических деформации в отдельных зернах

УЧЕТ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИИ