Подвижность кинематической

Высокая твердость мартенсита объясняется главным образом влиянием внедренных атомов углерода в решетку «-фазы, созданием микро- и субмикроскопической неоднородности строения с повышенной плотностью дефектов кристаллического строения. Поверхности раздела кристаллов мартенсита представляют собой трудно преодолимые препятствия для движения дислокаций. Подвижность дислокаций затруднена и в связи с повышенной их плотностью из-за фазового наклепа. Все это и определяет высокую твердость стали, имеющей мартепситную структуру. Хрупкость мартенсита связана с пониженной подвижностью заблокированных дислокаций, что уменьшает возможность пластической релаксации в местах концентрации напряжений. Присутствие углерода и других примесей в твердом растворе повышает электросопротивление и коэрцитивную силу мартенсита, понижает остаточную индукцию и магнитную проницаемость по сравнению с ферритом.

надрезов и других факторов. Склонность к хрупкому разрушению зависит от состава и структуры сплавов. Примеси и легирующие элементы, блокирующие подвижность дислокаций, повышают склонность к хрупкому разрушению. Переход от пластичного к хрупкому разрушению может произойти при снижении температуры, увеличении скорости деформирования и остроты надреза до определенных пределов, характерных для данного сплава.

Известно, что при увеличении интенсивности наводороживания (скорости накопления водорода) быстрее происходит разрушение стали и при меньших концентрациях водорода. Это связано с изменениями условий релаксаций внутренних напряжений. При низких внешних нагрузках либо при незначительной агрессивности коррозионной среды, когда обеспечивается слабый диффузионный поток водорода, возникшие напряжения успевают частично релаксироваться за счет локальной пластической деформации у краев образовавшейся трещины, поэтому последняя не растет. В этом случае время релаксации значительно меньше времени нарастания напряжений. При интенсивном наводороживании внутренние напряжения быстро нарастают, и процессы релаксации не успевают происходить даже в начальный период наводороживания. В результате блокирования водородом дислокаций подвижность их постепенно уменьшается, что приводит к локальному упрочнению металла. При достижении критических концентраций водорода, когда у краев трещины полностью теряется подвижность дислокаций, происходит хрупкое разрушение металла без следов пластической деформации.

Указанное преимущество стали 08Х2Г2М объясняется отмеченными свойствами малоуглеродистых мартенситных сталей, что согласуется с теорией, в соответствии с которой решающую роль в увеличении скорости анодной реакции играет деформационное упрочнение и формирование дислокационных скоплений. Высокая подвижность дислокаций в малоуглеродистых еталях способствует облегчению поперечного скольжения дислокаций и препятствует 250

В ковалентных кристаллах подвижность дислокаций при низких температурах ограничена большими значениями напряжений Пайерлса. Так, для Ge и Si было установлено, что существенная пластическая деформация и заметная подвижность дислокаций обнаруживаются при Т > 0,4 Тпл [1,2]. Теория термоактивационного движения дислокаций в поле напряжений разработана недостаточно, и, как показано в [3, 4], имеются существенные различия между ее выводами и экспериментами. Поэтому необходимы дальнейшие исследования закономерностей деформации ковалентных кристаллов, в том числе и алмаза. Несмотря на широкое применение алмаза в технике в качестве сверхтвердого высокопрочного материала, такие его исследования до настоящего времени не были проведены. Актуальность исследования алмаза в широком температурном интервале связана также с тем, что при нулевых давлениях алмаз является метастабильной модификацией углерода, и поэтому особый интерес представляет изучение влияния графитизации на механические свойства алмаза.

Благоприятное влияние никеля и марганца на хладостой-кость стали объясняется тем, что эти элементы в оптимальном количестве (около 1 %) увеличивают подвижность дислокаций: никель — уменьшая энергию взаимодействия дислокации с атомами внедрения, марганец — задерживая азот и снижая его содержание в атмосферах Коттрелла. Повышение в составе стали марганца, никеля приводит к понижению как работы зарождения а3, так и работы распространения ар трещины вследствие образования промежуточных игольчатых структур при охлаждении аустенита.

При полигонизации происходят изменения в субструктуре, наблюдается процесс переползания дислокаций, развиваются процессы миграции вакансий, происходит уменьшение точечных дефектов, растет подвижность дислокаций, образуются субзерна, субграницы и блоки различной разориентации.

Заметим, что роль дисперсных фаз в сплавах как концентратов локальных напряжений велика. Они ограничивают подвижность дислокаций, вызывают деформационное упрочнение и в то же время облегчают возможность появления микротрещин. Механизм их зарождения зависит от природы- металла, условий нагружения и от других причин.

Изменение структуры деформированного металла при нагреве и приближение ее к структуре недеформированного металла сопровождается уменьшением внутренней энергии (скрытой энергии наклепа) и восстановлением структурно-чувствительных свойств до значений, которыми металл обладал перед пластической деформацией. При этом свойства, структура и накопленная энергия могут восстанавливаться в несколько стадий. Это связано с неодинаковой подвижностью дефектов разного вида, зависимостью подвижности дефекта от характера дислокационной структуры и с различной степенью влияния разных дефектов на отдельные свойства. Так, подвижность вакансий много выше подвижности дислокаций. Подвижность дислокаций в материале, испытавшем только легкое скольжение, значительно выше, чем после множественного турбулентного скольжения,

Влияние поверхностных покрытий, оксидных пленок (окалины) и остаточных напряжений на образование и подвижность дислокаций

Подвижность дислокаций. Было показано, что присутствие-окалины или покрытия с хорошей адгезией упрочняет материал, затрудняя выход из поверхности краевых дислокаций [122] и движение пересекающих поверхность винтовых дислокаций [114]. Простой анализ сил реакции показывает, что препятствующее движению дислокаций напряжение, связанное с наличием поверхностной окалины, пропорционально величине (\is — ^A)/(^S+\^A) [130], где (j,s и ЦА — модули сдвига окалины и сплава соответственно. Можно было бы ожидать, что напряжение будет притягивающим, если модуль упругости окалины меньше, чем подложки. Однако это обычно не имеет места для окалины, состоящей из оксидов или других коррозионных продуктов. Возможность существования уменьшающих деформацию напряжения подтверждается, например, данными по пластической деформации при комнатной температуре, полученными при исследовании покрытых медью кристаллов цинка [122], окисленных кристаллов алюминия [121], а также окисленных кристаллов [125] и поликристаллов [126] кадмия. Несмотря на отсутствие экспериментальных данных, можно ожидать, что этот эффект распространяется также и на скольжение границ зерен, поскольку такое скольжение (или вращение зерен) связано с образованием поверхностных ступенек.

где i = Н — подвижность кинематической пары, р, — число пар, подвижность которых равна L В общее число наложенных связей мож.ет войти некоторое число q избыточных (повторных) связей, которые дублируют другие связи, не уменьшая подвижности механизма, а только обращая его в статически неопределимую! систему [7. Поэтому число степеней свободы пространственного механизма, равное числу степеней свободы его подвижной кинематической цепи относительно стойки, определяется по следующей формуле Малышева:

Следует отметить то обстоятельство, что при структурном анализе не учитывались зазоры в кинематических парах: благодаря им подвижность кинематической пары повышается и влияние избыточных связей несколько смягчается.

1.7. Подвижность кинематической цепи

угловых ф1( ф2, ф8 и линейных — /3. Следовательно, если задавать во времени изменение рассматриваемых обобщенных координат, то можно получить вполне определенное движение звеньев кинематической цепи. Подвижность кинематической цепи — это определенность движения звеньев по отношению к одному из них. Степень подвижности кинематической цепи W равна числу обобщенных ко-

1.7. Подвижность кинематической цепи 10

где / = Н — подвижность кинематической пары, р, — число пар, подвижность которых равна L В общее число наложенных связей может войти некоторое число q избыточных (повторных) связей, которые дублируют другие связи, не уменьшая подвижности механизма, а только обращая его в статически неопределимую систему [7] . Поэтому число степеней свободы пространственного механизма, равное числу степеней свободы его подвижной кинематической цепи относительно стойки, определяется по следующей формуле Малышева:

Следует отметить то обстоятельство, что при структурном анализе не учитывались зазоры в кинематических парах: благодаря им подвижность кинематической пары повышается и влияние избыточных связей несколько смягчается.

Пример 7. Определить подвижность кинематической цепи шести-звенного плоского механизма (рис. 2.7, ж).

Пример VIII. Определить подвижность кинематической цепи шести-звенного плоского механизма (рис. 2.15, ж).

Число W степеней свободы кинематической цепи относительно звена, принятого за неподвижное, называется степенью подвижности кинематической цепи (подвижность кинематической цепи). С помощью числа всех звеньев механизма и числа входящих в него кинематических пар W может быть выражено так: