Полуфабриката материала

Устойчивое формирование усталостных бороздок по всему фронту трещины происходит после достижения шага около 45 нм (4,5 -10~8 м или 0,045 мкм), что характерно для алюминиевых сплавов. В сталях могут быть обнаружены бороздки с шагом около 30 нм, в титановых сплавах устойчивое формирование бороздок имеет место после достижения их шага около 25 нм. Все указанные величины обнаружены с помощью методов высокоразрешающей просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Они соответствуют нижней границе размеров мезоскопического масштабного уровня применительно к размерам субструктурных элементов и характеризуют определенный процесс нарушения сплошности материала в цикле приложения нагрузки и с этой точки зрения характеризуются определенным профилем или геометрией усталостной бороздки. Поскольку формирование усталостных бороздок происходит под действием двух полуциклов нагружения-рас-тяжения (восходящая ветвь нагрузки) и снижения нагрузки, то форма профиля усталостной бороздки в значительной степени зависит от того, какой процесс доминирует в каждом из полуциклов [123, 132-134].

Информация, получаемая при испытаниях, должна содержать сведения о кинетике деформирования в аналоговой или дискретно? форме, а алгоритм обработки должен обеспечивать получение данных об изменении ширины петли, одностороннем накоплении деформации, амплитудных значениях силы и деформации, а также числе полуциклов нагружения.

В процессе циклического нагружения у ряда материалов обнаруживается неодинаковое сопротивление деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения. Это означает, что на основной процесс изменения ширины петель гистерезиса от цикла к циклу накладывается процесс накапливания деформаций в направлении меньшего сопротивления циклическому деформированию [63]. Указанное явление неодинакового сопротивления циклическому деформированию в различных направлениях отражает циклическую анизотропию свойств материалов. Циклическая анизотропия свойств присуща ряду исследованных материалов — как циклически разупрочняющимся, так и стабилизирующимся, и упрочняющимся.

где ё<°> — степень исходного деформирования; 8$ — предел пропорциональности в первом полуцикле нагружения, считая исходное за нулевой; k — число полуциклов нагружения; А, А*, а, р — константы.

Степенной закон изменения ширины петель гистерезиса с ростом числа циклов нагружении характерен для упрочняющихся материалов, экспоненциальный присущ материалам, разупрочняю-щимся в процессе деформирования. Закономерности изменения ширины петель гистерезиса с числом полуциклов нагружения у материалов с неинтенсивным процессом упрочнения или разупрочнения могут удовлетворительно выражаться в форме как степенного, так и экспоненциального уравнений.

ваются на прямую, выражающую связь о^1) и е;0) при симметричном цикле мягкого нагружения. Амплитудные значения напряжений Оа0> и деформаций ё(а0> определяют и интенсивность изменения ширины петель гистерезиса 6W с числом полуциклов нагружения (рис. 2.1.4).

Таким образом, зная закон изменения ширины петель гистерезиса с числом полуциклов нагружения в зависимости от степени исходного деформирования, уравнение обобщенной диаграммы деформирования может быть определено по диаграмме исходного нагружения /(5да/2) и известным коэффициентам А, А*, а, 3, 5Ф-Константы А, А*, а и 3 названы параметрами обобщенной

Учитывая зависимость 6W от степени исходного деформирования и числа полуциклов нагружения, уравнение (2.1.7) для циклически изотропных материалов при мягком нагружении можно переписать:

При А <^ А * накопление деформаций циклической анизотропии происходит в сторону четных полуциклов нагружения, при А ^> А* — в сторону нечетных полуциклов.

Экспериментально диаграмма [286] получена при симметричном цикле жесткого нагружения для циклически стабильных материалов. Аналогичное построение может быть выполнено и для циклически нестабильных материалов, когда по параметру числа полуциклов нагружения образуется серия диаграмм [286], отражающих циклическое упрочнение или разупрочнение в зависимости от свойств материалов. Однако в общем случае нагружения диаграмма деформирования [286] не подтверждается. Как известно, при циклическом упругопластическом нагружении обычно происходит перераспределение пластических деформаций от цикла к циклу, и интенсивность этого процесса существенно зависит от циклической анизотропии свойств [63], а также асимметрии напряжений [105]. В результате не удается получить диаграмму циклического деформирования, единую для различных типов нагружения (рис. 2.2.1, б), что, как отмечалось выше, затрудняет использование диаграммы в формулировке [286] для решения соответствующих задач циклической пластичности.

мирования при изменении масштаба в а раз совпадает со статической диаграммой. При этом в общем случае масштабный коэффициент может зависеть от степени исходного деформирования и числа полуциклов нагружения а = Ф (ё(0), k).

полуфабриката материала V аО,2 S5 нг °вр аО,2 85 °вр 65 кие

полуфабриката материала авр <>0,2 85 НК "ер S5 "ер ss ские условия

Рис. 1.19. Зависимость предела прочности при сжатии стсж от температуры обработки полуфабриката материала КПГ:

Для переходной области, соответствующей температуре обработки 2100—2300° С, можно предположить, что немонотонное изменение предела прочности с температурой — наличие экстремума — вызвано немонотонностью изменения входящего в уравнение (1.29) модуля упругости. Последний, как отмечалось выше, удовлетворительно описывается на основании выдвинутых в работе [190] представлений. Вычисленные по формуле (1.28) значения упругой постоянной С44 для различной температуры обработки полуфабриката материала КПГ иллюстрирует табл. 1.16. Кроме того, в таблице приведены экспериментально определенные значения величины LJLa, а также характеризующее степень графитации отношение интенсив-ностей дифракционных линий /ш/Лю-

мерений микротвердости брать диагональ отпечатка на предварительно нанесенной пленке нитролака. Измерения отпечат--ка на самом шлифе приводят к резкому увеличению отношения HV/HB по мере уменьшения совершенства кристаллической решетки вследствие упругого восстановления материала .после снятия нагрузки (удаления индентора). Поэтому значения Hv получались завышенными (см. табл. 1.20). Аналогичное изменение указанного соотношения характерно и для тер-мообработанных при той же температуре образцов полуфабриката материала ГМЗ.

температуре полуфабриката материала КПГ

Отличительной особенностью поведения полуфабриката материала ГМЗ (температура обработки 1300° С) при температуре »200°С является меньшая величина роста по сравнению со средним ростом образцов, термообработанных при 2000— 3000° С. В результате дальнейшего увеличения температуры и дозы облучения усадка неграфитированных образцов усиливается, и после облучения при 550° С флюенсом 2-Ю21 нейтр./см2 усадка достигает 3%, в то время как размерные изменения графита близки к нулю (рис. 4.1). Кроме того, с ростом дозы видна определенная тенденция к смещению точки, соответствующей переходу от распухания к усадке, в сторону более высокой температуры обработки. В этой связи напрашивается вывод о необходимости проведения высокотемпературной графитации реакторного графита, по крайней мере при температуре не ниже 2500—2600° С.

Рис. 4.2. Зависимость относительного изменения длины образцов А/// полуфабриката материала на основе нефтяного кокса с 10% сажи (ГМЗ-С) от температуры обработки

Облучение при 170°С неграфитированных образцов вызывает в перпендикулярном направлении рост, а в параллельном— усадку. Эффект уменьшался с ростом температуры облучения. Облучение при температуре 400—500° С флюенсом 2,5-1021 нейтр./см2 полуфабриката материала на основе кокса «Техас», обработанного при температуре от 1370 до 2700° С,

полуфабриката материала

полуфабриката материала V аО,2 S5 нг °вр аО,2 85 °вр 65 кие