Пластически деформироваться

где S/W-приращение энергии упругой деформации во всем объеме тела, вызванное приращением длины трещины; 8А\^-приращение энергии упругой деформации в объеме тела, не занятом пластической деформацией, и вызванное работой внешних сил на перемещениях, возникших в результате приращения длины трещины; 8AWp-npHpaiu,eHne энергии деформации в пластически деформированном объеме тела, вызванное работой внешних сил.

При достаточно большой величине одноосных растягивающих напряжений уменьшение объема поперечно намагниченных доменов может происходить и в пластически деформированных участках кристалла (рисунок 2.2.2). Этот процесс наведения дополнительной одноосной магнитной анизотропии, нивелирующий локальное рассеяние магнитной текстуры в пластически деформированном участке ферромагнетика, подавляет мозаичную доменную структуру в правом наиболее напряженном участке, переходную к ней структуру комплексов 90° замыкающих доменов, а также упрощает вид междоменных границ (рисунок 2.2.2, а, б). Количество основных полосовых доменов при этом увеличивается за счет роста 180° клиновидных областей (рисунок 2.2.2, б, в). При этом уменьшение ширины доменов D, отражающее рост протяженности 180° доменных границ, связано с величиной действующих упругих напряжений следующим соотношением:

Рисунок 2.2.2 - Перестройка 90° доменной структуры в 180° на пластически деформированном участке (справа) кристалла Fe - 3 % Si (а, в) и увеличение числа 180° доменных границ за счет роста клиновидных доменов (б, в) под воздействием одноосного упругого растяжения: а - 0; б - 100; е-150МПа

сдвиг и скольжение граничного слоя - статистический результат возникновения и нарушения молекулярных связей дисперсионной природы [30]. В тончайших поверхностных слоях (10-100 нм) наблюдается интенсивная и направленная деформация — текстурирование. В нижележащих слоях происходит волновой процесс распространения упругих деформаций, связанный с относительным перемещением твердых тел. Схематически эти три формы напряженно-деформированного состояния можно показать в виде схемы (рис. 2.2) [9], где Л/ - нормальная нагрузка; Т— тангенциальная сила; Т — сила связей в граничном слое; Т2 - сила связей в пластически деформированном поверхностном слое; Тз - сила связей в упругодеформированном слое.

При достаточно большой величине одноосных растягивающих напряжений уменьшение объема поперечно намагниченных доменов может происходить и в пластически деформированных участках кристалла (рисунок 2.2,2). Этот процесс наведения дополнительной одноосной магнитной анизотропии, нивелирующий локальное рассеяние магнитной текстуры в пластически деформированном участке ферромагнетика, подавляет мозаичную доменную структуру в правом наиболее напряженном участке, переходную к ней структуру комплексов 90° замыкающих доменов, а также упрощает вид междоменных границ (рисунок 2.2.2, а, б). Количество основных полосовых доменов при этом увеличивается за счет роста 180° клиновидных областей (рисунок 2.2.2, б, в). При этом уменьшение ширины доменов D, отражающее рост протяженности 180° доменных границ, связано с величиной действующих упругих напряжений следующим соотношением:

Рисунок 2.2.2 - Перестройка 90° доменной структуры в 180° на пластически деформированном участке (справа) кристалла Fe - 3 % Si (а, в) и увеличение числа 180° доменных границ за счет роста клиновидных доменов (б, в) под воздействием одноосного упругого растяжения: а - 0; б - 100; «-150МШ

Значительное влияние на жаропрочные свойства и процесс накопления повреждений оказывает предварительная деформация. В элементах оборудования энергоустановок в связи с технологическими особенностями их изготовления в пластически деформированном состоянии в основном проставляются такие детали паропроводов и пароперегревателей, как изогнутые трубы (гибы). Гибы паропроводов и пароперегревателей из стали 12Х1МФ изготавливаются в основном методом холодной гибки. Степень деформации в растянутой зоне гибов в среднем составляет 10—15%. Гибы паропроводов с толщиной стенки 10—20 мм и выше в зависимости от конструкции подвергаются высокому отпуску при 700—740 °С.

ных веществ, обладающих выраженными хемосорбционными свойствами (ингибиторов коррозии). Небольшое увеличение адсорбции органических катионов на пластически деформированном железе (несмотря на увеличение положительного заряда поверхности) может быть обусловлено рассеянием d-электронов в s-зону при разрушении «направленных» связей, обусловленных перекрытием орбит d-электронов, и образованием дополнительных «дырок» в d-зоне, что повышает акцепторную способность железа относительно я-электронов органического катиона (с этой точки зрения понятно некоторое увеличение адсорбции иодэтилхино-лина на деформированном железе [118]).

Учитывая преимущественно электростатический характер влияния деформации на адсорбируемость компонентов среды, можно было предположить, что в случае присутствия в среде поверхностно-активных веществ, обладающих выраженными хемосорб-ционными свойствами (ингибиторов коррозии), емкость будет слабо зависеть или вообще не зависеть от деформации. Небольшое увеличение адсорбции органических катионов на пластически деформированном железе (несмотря на увеличение положительного заряда поверхности) ^может быть обусловлено рассеянием

Таким образом, магнитная анизотропия в пластически деформированном образце под действием растягивающей внешней нагрузки изменяется так, как если бы в материале существовали первоначально сжимающие напряжения. Учитывая, что остаточные напряжения являются взаимно уравновешенными, следует допустить, что имеет место преобладающее влияние остаточных сжимающих напряжений на магнитные свойства. Начальная магнитная анизотропия, как показали исследования, с ростом пластической деформации вначале растет и достигает максимума при деформации 10—15%, а затем уменьшается практически до нуля. Это обстоятельство, по нашему мнению, следует учитывать при оценке остаточных напряжений по магнитной анизотропии, как предложено в работе [4].

В пластически деформированном металле возрастает скорость диффузии. Чем сильнее деформация, тем более искажается кристаллическая решетка, уменьшается энергия, необходимая для отрыва атома от узла, процесс диффузии облегчается. Поэтому диффузия гораздо интенсивнее протекает в межзеренных прослойках, чем в толще зерна, так как в них скапливаются оттесненные при кристаллизации примеси и решетка наиболее разрыхлена, особенно при разориентировке зерен на 30—65%. При меньших углах скорость диффузии по границам зерен мало отличается от скорости через толщу зерна.

представлена на рис. 47. Повышение реальной прочности с возрастанием плотности дислокации объясняется тем, что при этом возникают не только параллельные друг другу дислокации, но и дислокации в разных плоскостях и направлениях (см. рис. 10). Такие дислокации будут мешать друг другу перемещаться, и реальная прочность металла повысится. Давно известны способы упрочнения, ведущие к увеличению полезной плотности дислокаций; это — механический наклеп, измельчение зерна и блоков мозаики, термическая обработка и т. д. Кроме того, известные методы легирования (т. е. внедрение в решетку чужеродных атомов), создающие всякого рода несовершенства и искажения кристаллической решетки, также являются методами создания препятствий для свободного перемещения дислокаций (блокирования дислокаций). Сюда же относятся способы образования структур с та;к называемыми упрочняющими фазами, вызывающими дисперсионное твердение и др. Об этих методах более подробно будет сказано «иже. Однако при всех этих способах упрочнения прочность не достигает теоретического значения. Следовательно, в той или иной степени наличие дислокаций в реальном металлическом кристалле является причиной более низкой его прочности по сравнению с теоретической, и одновременно придающей способность пластически деформироваться.

Опыт показывает, что способность реального металла пластически деформироваться является его важнейшим и полезнейшим свойством. Это свойство используется при различных технологических процессах — при протяжке проволоки, операциях гибки, высадки, вытяжки, штамповки и т. д. Большое значение оно имеет и для обеспечения конструктивной прочности или надежности металлических .конструкций, деталей машин и других изделий из металла. Опыт показывает, что если металл находится в хрупком состоянии, т. е. если его способность к пластическому деформированию низка, то он в изделиях склонен к внезапным так называемым хрупким разрушениям, которые часто происходят даже при пониженных нагрузках на изделие.

Под сверхпластичностыо следует понимать способность материала равномерно пластически деформироваться без упрочнения. Сверхпластичность проявляется в следующих случаях:

связанным с деформацией (расклепке заклепок, гибке, отбор-товке и т. д.). Через 2—3 ч способность пластически деформироваться начинает резко уменьшаться, и эти операции становятся неосуществимыми.1

Вредное влияние на способность к деформации в горячем состоянии оказывают загрязнения латуни висмутом и свинцом. Причину следует искать в образовании легкоплавких включений этих металлов по границам зерен. Однако вредное влияние свинец оказывает только на а-латунь, не испытывающую фазовых превращений (Zn<32%). При содержании цинка более 32% свинец, располагающийся по границам зерен, в результате перекристаллизации а-—->Р оказывается внутри зерен и не мешает обработке давлением. Поэтому н латунях с содержанием 32—38% Zn загрязнение свинцом можно допустить в значительно больших пределах, а при содержании больше 38—40% Zn свинец вводят умышленно до 1—2%, так как такие латуни обрабатываются давлением в однофазном Р-СОСТОЯНИИ и свинец не препятствует латуни пластически деформироваться. Одновременно обособленные включения свюша

Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Обработку без снятия стружки выполняют на многих металлорежущих станках, используя специальные инструменты. Созданы также особые станки, на которых наряду с резанием заготовки обрабатывают пластическим деформированием. Методы чистовой обработки используют для всех металлов, способных пластически деформироваться, но наиболее эффективны они для металлов с твердостью до НВ 280.

Процесс пластической деформации является основой обработки металлов, а способность металлов пластически деформироваться имеет большое значение как для изготовления, так и для долговечной и надежной эксплуатации деталей и изделий.

Ползучесть — это свойство металлов и сплавов медленно и непрерывно пластически деформироваться при высоких температурах под действием постоянной, длительно приложенной нагрузки, не превышающей предела текучести о0,2. Для сталей ползучесть наблюдается при температурах свыше 350° С.

Величины 8 и ф характеризуют способность материала пластически деформироваться. Это важное свойство в технологии ковки, штамповки, прокатки и т. д.

водородом), типичные для реакторостроспия. В результате подавления способности материала пластически деформироваться устраняется возможность благоприятного перераспределения напряжений и деформаций по объему тела и по его отдельным структурным составляющим. Отсюда возникают местные перенапряжения, начальные микротрещины и проявляется тенденция к их дальнейшему развитию, которая в итоге закапчивается макроскопическим хрупким разрушением.