Пластичность материала

96. Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М., «Металлургия», 1967. 199 с.

201.Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М.: Металлургия, 1967.

1. А. В. Станюкович. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М., «Металлургия», 1967.

Рис. 2. Длительная пластичность жаропрочных сплавов:

Рис. 75. Влияние методов плавки на технологическую пластичность жаропрочных сплавов при температурах горячей обработки давлением

28. С т а н ю к о в и ч А. В., Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов, «Металлургия», 1967.

127. Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М., «Металлургия», 1967, 199 с.

32. Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М., 1967.

Из деформированных зерен аустенита получаются очень мелкие пластинки мартенсита с благоприятным распределением дислокаций. ТМО позволяет получить у обычной конструкционной стали предел прочности до 2700 Мн/м2 (270 кГ/мм2) при ударной вязкости 30—40 дж/ом2 (3—4 кГм/см2). Применяя закалку и низкий отпуск у тех же сталей, можно получить предел прочности на уровне только 1800—2200 Мн/сл2 (180— 220 кГ/лш2), при несколько худшей ударной вязкости 20— 30 дж/см2 (2—3 кГм/см2). В результате ТМО значительно повышается пластичность жаропрочных сплавов на никелевой основе и титановых сплавов.

Рис. 2.23. Влияние температуры (а) и времени деформирования (б) на длительную пластичность жаропрочных сплавов:

На рис. 2.25, а приведеные результаты исследований располагаемой пластичности жаропрочных сплавов и сталей [29, 100]. Длительную пластичность жаропрочных сплавов изучали при разных темпе-ратурно-силовых режимах деформирования: длительное статическое растяжение с варьированием в широких пределах скорости деформирования при заданном температурном цикле и длительное статическое нагружение ( ползучесть) при постоянных и переменных температурах, принятых для основных режимов неизотермического на-гружеиия (рис. 2.4) с варьированием времени разрушения 0,1 ... 400 ч.

Основными видами термической обработки являются отжиг и закалка. Операцию отжига используют для повышения технологических свойств при производстве деталей из тугоплавких металлов. Отжиг снижает прочностные характеристики и в несколько раз повышает пластичность материала, что облегчает дальнейшую обработку давлением (ковка, протяжка, прокатка и т. д.). Наличие пор в материалах делает их чувствительными к окислению при нагреве и к коррозии при попадании закалочной жидкости в поры при закалке. В качестве охлаждающих сред необходимо выбирать жидкости, не представляющие опасности с точки зрения коррозии в процессе хранения и эксплуатации закаленных деталей. В некоторых случаях детали из железного порошка подвергают науглероживанию методами химико-термической обработки — нагреву в ящиках с карбюризатором или в газовой науглероживающей атмосфере. Процесс насыщения углеродом протекает значительно быстрее вследствие проникания газов внутрь пористого тела.

Заклепки изготовляют из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов. Материал заклепок должен обладать пластичностью и не -принимать закалки. Высокая пластичность материала облегчает клепку и способствует равномерному распределению нагрузки по заклепкам. При выборе материала для заклепок необходимо стремиться к тому, чтобы температурные коэффициенты линейного расшире-

Если теперь вновь нагрузить образец, то линия нагрузки окажется прямой до той точки, с которой была начата разгрузка, т. е. предел пропорциональности повышается. Одновременно уменьшается относительное остаточное удлинение при разрыве, т. е. пластичность материала падает. Явление повышения предела про-

Концентрация напряжений по-разному влияет на прочность пластичных и хрупких материалов. Существенное значение при этом имеет и характер нагрузки. Если взять пластичный материал, нагруженный статически, то при увеличении нагрузки рост наибольших местных напряжений при достижении предела текучести приостанавливается вследствие местной текучести материала, а в остальной части поперечного сечения напряжения будут возрастать. Следовательно, пластичность материала способствует выравниванию напряжений. Когда напряжения достигнут предела текучести по всему сечению, их распределение можно считать равномерным. Отсюда можно сделать вывод о том, что при статической нагрузке пластичные материалы малочувствительны к концентрации напряжений. Влияние концентрации напряжений не учитывается в случае статического нагружения при расчетах на прочность заклепочных и резьбовых соединений, а также других деталей подобного рода, изготовляемых из пластичных материалов.

УДЛИНЕНИЕ - характеризует пластичность материала, его деформа-тивность. Оценивается при испытаниях на растяжение по увеличению длины образца из этого материала. Обычно определяют относительное У. - отношение прироста длины образца до разрыва к начальной длине образца (в %).

Технологические требования, предъявляемые к материалу, определяются минимальной трудоемкостью и стоимостью изготовления детали в конкретных условиях производства. Для удовлетворения этих требований учитываются следующие свойства материалов: а) литейные свойства материала, обеспечивающие высокое качество деталей, получаемых различными способами литья; б) пластичность материала, позволяющая применять при изготовлении деталей обработку давлением: ковку, горячую и холодную штамповку, прессование, вытяжку и другие процессы; в) обрабатываемость резанием; г) способность материала изменять свои свойства под влиянием термической и термохимической обработки: закалки, отпуска, цементации, азотирования и т. п.; д) свариваемость; е) способность материала образовывать прочный поверхностный слой, предохраняющий материал от коррозии, в результате применения химических и гальванических покрытий; оксидирования, хромирования, никелирования, цинкования и др.

нии нагрузки рост наибольших местных напряжений при достижении предела текучести ат приостанавливается вследствие местной текучести материала, а в остальной части поперечного сечения напряжения будут возрастать. Следовательно, пластичность материала способствует выравниванию напряжений. Когда напряжения достигнут от по всему сечению, их распределение можно считать равномерным. Для хрупких материалов при статическом нагружении концентрация напряжений приводит к снижению прочности, так как отсутствует фактор, смягчающий влияние концентрации напряжений, а именно текучесть материала.

В отличие от монокристаллов механическое двойникование в поликристаллах играет, согласно современным представлениям [22], роль только дополнительного механизма деформации, который не вносит заметного вклада в пластичность материала, однако существенно влияет на протекание скольжения при низких температурах, как бы моделируя скольжение за счет локальных концентраций напряжения. Важно отметить при этом двойственную роль механического двойникования, которое из-за пониженной релаксационной способности материала, связанной с высокими значениями сопротивления движению дислокаций при низких температурах, может вызывать раскрытие хрупких микротрещин и последующее разрушение без заметной пластической деформации (особенно в жестких схемах нагружения с элементами растяжения).

Таким образом, как видно из данных рис. 2,25 и расчета по микроструктурным измерениям, вклад двойникования в пластичность материала сравнительно мал и, следовательно, основная роль механического двойникования в низкотемпературной пластической деформации поликристаллов заключается в инициировании скольжения за счет концентрации напряжений при высоком сопротивлении движению дислокаций.

Комбинированное нагружение может оказывать одновременно влияние на размер зоны пластического затупления вершины трещины и на размер зоны пластической деформации. Помимо того, пластичность материала позволяет реализовать скачок трещины после ее страгивания тем меньшей величины, чем менее стеснение пластической деформации. Проверка этой гипотезы была осуществлена на крестообразных образцах из алюминиевого сплава Д16Т в условиях двухосного нагружения с соотношением главных напряжений в интервале от-1,0 до 1,0 [91].

Вершина трещины может свободно пластически деформироваться, и уменьшение степени стеснения пластической деформации при возрастании второго напряжения сжатия позволяет реализовать пластичность материала. Трещина притупляется, что вызывает увеличение размера зоны вытягивания, и статическое проскальзывание не успевает реализоваться.