Пластической нестабильности

(поэтому излом блестящий), а второй — в результате образования и слияния пор, что сопровождается большой пластической деформацией поверхности (поэтому излом матовый).

Внутренние напряжения первого рода, влияние которых особенно существенно, так как только они вызывают коробление детали и трещины, зависят не только от внешних факторов (скорость охлаждения, размер и форма детали и т. д.), но и от свойств металла. Если металл обладает малой пластичностью, то возникающие внутренние напряжения не разряжаются пластической деформацией, и если напряжения по величине превзойдут значение предела прочности, то возникнут трещины.

Если диффузионный отжиг был применен к слиткам, которые будут подвергаться пластической деформации (прокатке, ковке), то необходимость в последующем отжиге отпадает, так как крупнозернистая структура исправится пластической деформацией.

Пластическая деформация (наклеп) вызывает упрочнение металла. При высокой температуре, когда подвижность атомов достаточно велика, происходит снятие упрочнения (наклепа), вызванного пластической деформацией. Таким образом, в процессе ползучести происходят два конкурирующих процесса: упрочнение металла пластической деформацией и снятие упрочнения под воздействием повышенной температуры.

В этой стали можно вызвать мартспситное превращение, кроме обработки холодом, пластической деформацией или закалкой с 800°С. В последнем случае мартснситпая точка повышается от 0° до +80°С (по сравнению с за-

Сплав злинвар применяют преимущественно в нагартован-ном состоянии, а сплав ниспен-С — после закалки с отпуском или закалки с последующей пластической деформацией.

Механические свойства специальных силуминов в результате термической обработки следующие: 0а=20-ь25 кгс/мм2, б=1-=-6% и существенно ниже механических свойств деформированных сплавов. Это является следствием более грубой структуры, не раздробленной пластической деформацией (рис. 428, а).

Бериллий изготавливают металлокарамическим способом (см, гл. XVII, п. 6) с последующей горячей пластической^ деформацией после спекания. Размер частиц порошка также влияет на свойства бериллия, чем они мельче, тем прочность выше (при размере частиц в порошке 10 мкм а$ = 40 кгс/мм2; при 5 мкм — 50 кгс/мм2). Для получения хороших механических свойств мелкое зерно должно сохраниться и в готовом изделии.

Биметаллы получают или заливкой, или сборкой в пакет, а потом совместной пластической деформацией, при которой поверхностный слой приваривается к основе.

На начальной стадии окисления чистого металла образуется компактная однослойная окалина, плотно прилегающая к окисляющемуся металлу. Этот процесс описывается во времени параболическим законом, что определяется диффузионным механизмом процесса. По мере протекания процесса толщина слоя окалины достигает определенной критической величины, при которой потеря металла на границе металл—окалина не компенсируется более пластической деформацией окалины.

В окрестности трещиноподобных дефектов и конструктивных концентраторов напряжений возникают локальные пластические деформации. Область с пластической деформацией ограничивается радиусом гт, [17]. Деформации в пластической зоне распределены крайне неравномерно. Очевидно, что непосредственно в вершине трещины максимальные деформации не могут превысить величины, соответствующей истинному сопротивлению разрыву. Приближенно, предельную деформацию Б„Р можно определить по известному относительному сужению образца при разрыве \у по формуле:

- применение теории течения при анализе повреждаемости требует дополнительных критериев для предсказания разрушения или пластической нестабильности.

моорганизацией фрактального мезокластера. Его самоподобный рост приводит (верхняя ветвь на рисунке 4.29, точка 2) либо к неустойчивости разрушения (если кластер распространяется в направлении движения трещины), либо к локальной пластической нестабильности (если кластер растет вдоль фронта трещины), обеспечивающей субкритический рост трещины;

Спонтанное изменение v/0 с 0,25 до 0,17 (см. таблицу 4.8) характеризует неравновесный фазовый переход, отвечающий смене механизма потери устойчивости - переходу от пластической нестабильности к нестабильности разрушения.

I — зона сдвига; На — зона квазиупругого отрыва; lib — зона упругопластическо-го отрыва; III —•• зона пластической нестабильности.

Таким образом, микротрещина при упругопластическом поведении кончика трещины — результат действия двух процессов: сдвига и отрыва, причем шаг бороздки отрыва увеличивается с увеличением длины трещины, а шаг бороздки сдвига постоянен и не зависит от длины трещины. Такой характер Строения поверхности трещины обусловлен тем, что в отличие рт стадии Па, реализуемой, когда приращение трещины связано с движением зоны пластической деформации вместе с трещиной, на стадии Мб при 0,47 ^ о"н/ого,2 ^ 0,82 и при Он/о"о,2 > 0,82 приращение трещины связано с чередующимися остановками трещины вследствие возникновения локальной упру-гопластической нестабильности. Поскольку при этом условием ло-

кальной пластической нестабильности является TO = 0,47о"о,2 = = const, то и размер сдвиговой составляющей усталостной бороздки сохраняется постоянным. Это позволяет определить критический размер зоны пластической деформации для страгивания трещины при упругопластическом поведении материала с трещиной:

Таким образом, при реализации предельного состояния, связанного с пластической нестабильностью, стали 10ХГСНДАМФ и 10ХГСМЮ показали близкие между собой значения циклической трещиностойкоети (оцениваемой величиной KU—III), хотя значения Kic у них существенно различны. Никельсодержащая сталь 10ХГСНДАМФ имеет более высокие значения KIC, чем сталь 10ХГСМЮ, однако при циклическом нагружении и реализации пластической нестабильности эти преимущества не проявились, так как переход к усталостному росту трещины произошел при близких

Основными механизмами пластической деформации являются: скольжение, двойникование, относительное перемещение самих зерен, а также такие виды пластической нестабильности, как сбросы, пластинкование и полосы деформации. Согласно классификации И. А. Одинга, все виды механизмов пластической деформации можно разделить на три группы: сдвиговые, диффузионные и пограничные.

В данной главе дается обзор и анализ физических моделей, описывающих нелинейное поведение твердого тела под нагрузкой: стадийность деформационного упрочнения, эффекты пластической нестабильности, эволюцию дислокационных структур и др. При этом основное внимание уделяется синергетическим подходам, а анализ эволюции деформируемого металла проводится с учетом иерархии масштабных уровней диссипации энергии и критериев, контролирующих переход с одного уровня на другой.

В основе классификации явлений пластической нестабильности лежит следующее соотношение между напряжениями и пластической деформацией [212, 213]:

Согласно [213], явления пластической нестабильности подразделяются на нестабильность /г-типа, для которой чувствительность к изменению скорости деформации (скоростная чувствительность) S > О, а скорость деформационного упрочнения h < о", и нестабильность S-типа, для которой S < О, А > а. В общем случае в уравнении (132) учитывается зависимость от температуры