Результате пластической

Процесс нарушения когерентности сопровождается уменьшением напряжений; температура его окончания является температурой снятия напряжений II рода (стп). Одновременно снимаются напряжения III родами). Уменьшение блоков а-фазы происходит не только из-за нарушения когерентности решеток, но и вследствие снятия упругих напряжений в результате пластических сдвигов в микрообластях под воздействием значительных упругих напряжений в условиях повышенной пластичности металла. Температуры, при которых происходит дробление блоков, и соответствующие температуры, при которых изменяются механические свойства, могут изменяться под влиянием упругих напряжений кристаллической решетки, определяемых степенью деформации, содержанием С и легирующих элементов. При третьем превращении могут протекать начальные стадии рекристаллизации твердого раствора (а-фазы), деформированного в результате внутрифазового наклепа.

Неравномерный нагрев и изменение объема металла вследствие температурного расширения, фазовых или структурных превращений приводят к возникновению упругих и пластических деформаций. В результате пластических деформаций в сварных элементах после полного охлаждения остаются собственные напряжения, которые называются остаточными напряжениями.

Накатывание зубьев. Накатывание — это образование зубьев на специальном прокатном стане в результате пластических деформаций нагретой до температуры 1000...1100°С заготовки. Деформирование заготовки производится валками, изготовленными в виде зуб-

При усталостном, коррозионно-усталостном разрушении оптимальное содержание углерода, обеспечивающее максимальную выносливость стали с сформированным импульсным упрочнением белым слоем, находится в пределах 0,45—0,65 %.^1ля стали без белого слоя при испытании на коррозионную усталость нет оптимума, а увеличение содержания углерода приводит к монотонному снижению долговечности стали. Импульсное упрочнение эффективно повышает сопротивление усталости и коррозионной усталости стальных образцов с концентраторами напряжений. В условиях усталостного и коррозионно-усталостного разрушения трещины в стальных деталях с белым слоем зарождаются на границе перехода сжимающих остаточных напряжений в растягивающие. При этом уменьшение вероятности возникновения трещин и отслаивания белого слоя связано с перераспределением напряжений в результате пластических сдвигов в зоне повышенной травимости. Эта зона характеризуется меньшей, чем у белого слоя и мартенсита, твердостью и пониженным уровнем сжимающих остаточных напряжений.

Накатывание зубьев. Накатывание — это образование зубьев на поверхности обода заготовок колес. Различают горячее и холодное накатывание. При горячем накатывании образование зубьев происходит в результате пластических деформаций обода заготовок, нагретых токами высокой частоты до температуры ~ 1200° С. Заготовки обкатывают между колесами— накатниками эвольвентного профиля. При этом на венце выдавливаются /зубья, модуль которых можно получить до 5 мм. Холодное накатывание зубьев применяется при изготовлении мелкомодульных колес с модулем менее 2,5 мм. Холодное накатывание применяется также и как отделочная операция при обработке зубьев. Процесс горячего и холодного накатывания зубьев обеспечивает получение зубчатых колес 7-й и 8-й степени точности (см. ниже). После накатывания улучшается структура поверхностного слоя металла (создается деформационное упрочнение), что обеспечивает повышение прочности зубьев на 15...20%. Накатывание — высокопроизводительный метод изготовления зубчатых колес, резко сокращающий отход металла в стружку. Применяется в массовом производстве.

Изложенные выше данные позволяют достаточно точно и подробно оценить условия образования трещины при коррозионном растрескивании. Вместе с тем эти факторы еще не полностью раскрывают природу развития трещины. При анализе ее развития следует обращать внимание на особенности вида излома. Поверхность излома коррозионного растрескивания всегда темная, похожая на поверхность излома замедленного разрушения псевдо-а-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание водорода. Как известно, в таких сплавах под действием напряжений или в результате пластических деформаций может происходить в определенном временном интервале распад пересыщенной водородом а-фазы с выделением мелкодисперсных гидридов (необратимая водородная хрупкость II рода). Темный цвет поверхности излома, видимо, связан в этим случае также с наличием на поверхности излома гидридов

Сущность метода обработки давлением состоит в том, что процесс формо- и размерообразования происходит^ результате пластических деформаций, которые могут производиться как в нагретом, так и в холодном состоянии металла.

Процессы схватывания первого и второго рода физически близки друг другу, в основе их лежит процесс образования металлических связей, возникающих в результате пластических деформаций сопряженных поверхностей металлов, что является первопричиной возникновения и развития явлений схватывания. Однако воздействие пластической деформации на образование и развитие этих процессов различно.

На поверхности трения образцов, имевших твердость HRC 40, процесс схватывания первого рода развивался в течение первых 10 мин испытаний, после чего переходил в окислительный износ. Переход износа схватыванием первого рода в окислительный при неизменных условиях трения (скорости, нагрузки) связан с повышением (до критической) твердости поверхностных слоев металла в результате пластических деформаций при трении.

Конструктивных разновидностей неподвижных неразъемных соединений чрезвычайно много. Большинство из них может быть отнесено к одной из трех групп: соединения с силовым замыканием, относительная неподвижность деталей в которых обеспечивается механическими силами, возникающими в результате пластических деформаций; соединения с геометрическим замыканием, осуществляемым благодаря форме сопрягаемых деталей, и соединения, в основе которых лежат молекулярные силы: сцепления или адгезия. В настоящей главе будут рассмотрены процессы сборки соединений наиболее распространенных в машиностроении. К ним относятся соединения с гарантированным натягом, сварные, паяные, склеиваемые и заклепочные.

Собственные напряжения первого рода (механические) называются температурными, если они вызваны неравномерным нагревом или остыванием изделия, и остаточными, если возникли в результате пластических деформаций при сварке.

Наличие металлической связи придает материалу (металлу) способность к пластической деформации и к самоупрочнению в результате пластической деформации. Поэтому, если внутри материала есть дефект или форма детали такова, что имеются концентраторы напряжений, то в этих местах напряжения достигают большой величины и может возникнуть даже трещина. Но так как пластичность металла высока, то в этом месте, в том числе в устье трещины, металл пластически продеформируется, упрочнится и процесс разрушения приостановится.

Объединяет все варианты ТМО то, что аустенит в результате пластической деформации претерпевает изменения, которые в какой-то степени (может быть даже полностью) передаются мартенситу.

После охлаждения до комнатной температуры аустенитное состояние сохраняется, при этом точка Ms лежит еще ниже комнатной температуры, но точка MD вследствие обеднения аустенита углеродом и легирующими элементами переместилась в зону положительных температур. Деформация во время испытания при комнатной температуре ведет к образованию мартенсита. Таким -образом исходное, аустенитное, сравнительно малопрочное состояние в процессе испытания (или эксплуатации) в результате пластической деформации превращается в высокопрочное, мартенситное.

В стали Х18Н10, как было сказано выше (см.'с. 485), деформация вызывает мартенситное (у—>-а,") превращение, которое наступает в результате пластической деформации, т. е. в области напряжений, превосходящих о"0,2 Поэтому о"о,2 в этой стали изменяется, как и в стали со стабильным аусте-ннтом, а разрушение (сь) происходит не в аустекитном, а аустенпто-мар-тонситном состоянии. Поэтому, чем больше образовалось мартенсита, тем иыше Он.

Таким образом, в области концентраторов напряжений в результате пластической деформации происходит повышение прочностных свойств металла. Это, наряду с другими положительными последствиями гидравлических испытаний может являться одной из причин повышения эксплуатационных характеристик элементов и аппаратов.

Для твердых тел чаще более характерны смешанные виды связи. Известно, что ионная и ковалентная связи, а также кова-лентная и металлическая не имеют резкого разграничения и может наблюдаться переход от одного вида связи к другому. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по своим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалент-пой связью (алмазу).

ческого металла протекает аналогично деформации монокристалла путем сдвига (скольжения) или двойникования. Формоизменение металла при обработке давлением происходит в результате пластической деформации каждого зерна. При этом следует иметь в виду, что зерна ориентированы не одинаково, и поэтому пластическая деформация не может протекать одновременно и одинаково во всем объеме поликристалла.

Режим самоотвинчивания наступает также, когда сила Р снижается до нуля, что происходит чаще всего в результате пластической вытяжки болта под длительным воздействием нагрузки (релаксация). Хотя действующее начало самоотвинчивания (сила Р) здесь отсутствует, отвертывание гайки может произойти от любых случайных причин. Стопорение гаек в данном случае не помогает. Хотя гайка и остается связанной с болтом, соединение теряет работоспособность вследствие ослабления стыка. Способы предотвращения релаксации описаны ниже.

При холодном клепании усадка заклепки происходит только в результате пластической деформации ма!ериала заклепки при расклепывании. Осевая сила, стягивающая соединяемые детали, при холодном клепании меньше, чем при горячем, и зависит от степени пластической деформации заклепок, которая может колебаться в значительных пределах и имеет более или менее постоянную величину только при машинном клепании, например гидравлическом.

Существует критическое минимальное значение напряжения, ниже которого растрескивание не происходит. Значение критического напряжения снижается с увеличением концентрации водорода. На рис. 7.12 представлены такие зависимости для стали SAE 4340 (0,4 % С), насыщенной водородом при катодной поляризации в серной кислоте, затем кадмированной для удержания водорода и подвергнутой действию статической нагрузки. Концентрацию водорода систематически снижали отжигом. Задержка перед появлением трещин связана, по-видимому, с тем, что для диффузии водорода к специфическим участкам вблизи ядра трещины и для достижения достаточной для разрушения концентрации требуется время. Эти специфические участки окружены дефектами, возникающими в результате пластической деформации металла. Атомы водорода из кристаллической решетки, диффундируя к дефектам, переходят в более низкое энергетическое состояние. Тре-

При встрече этих дислокаций возникает новая, расположенная в плоскости (100): l/2a [111] + \12а [Ш] —»• а [001]. Многократное повторение этого взаимодействия приводит к слиянию новых дислокаций д[001], что, в конце концов, вызывает образование зародышевой трещины. Схема Коттрелла не требует наличия барьеров для дислокации в исходном состоянии. Барьеры, а затем дислокационные скопления и трещины образуются в результате пластической деформации. Иногда трещина образуется не у вершины скопления, а внутри него. Отрыв по плоскости скольжения происходит под действием нормальных напряжений. Они возникают в результате искривления плоскостей скольжения дислокациями, располагающимися в других плоскостях. Искривление поверхности скольжения при сдвиге вдоль нее вызывает появление нормальных напряжений. Эта схема, предложенная В. Л. Инденбомом, реализуется после значительной пластической деформации.