Результате плавления

При изготовлении штоков для гидроузлов при окончательной их обработке применяют обкатывание поверхности роликами. В результате пластического деформирования повышается каче-

Получили распространение самоконтрящиеся гайки с радиальным натягом резьбы и результате пластического обжатия (после нарезания резьбы) верхней части гайки на эллипс (рис. 7.13,6) или при выполнении нескольких радиальных прорезей на круг (рис. 7.13, в). Само контрящиеся гайки выполняют также с за-вальцованными пластмассовыми, обычно

В результате пластического течения кончик трещины будет затупляться. Полагая, что центр круговой (по Ирвину) пластической зоны располагается л конце фиктивной длипы трещины. вычислим пластическое раскрытие fi в вершине действительной трещины.

Теперь остановимся на роли второго слагаемого в условии (18.1), которое согласно теории упругости равно пулю и было отброшено при выводе выражения (18.2). Как видим, принятие условия v(l, I) — 0 приводит к известному результату о равновесии тела с трещиной. В то же время многочисленные экспериментальные и теоретические работы свидетельствуют о наличии ненулевого раскрытия в кончике трещины в результате пластического течения материала. Размеры области, охваченной пластическим течением, зависят от свойств материала, схемы и условий нагружепия. В связи с этим, как указывалось выше (§ 3), существует концепция квазихрупкого разрушения Оровапа — Ирвина, одним из простейших следствий которой является то, что пластическая зона мала по сравнению с длиной трещины. Эта концепция позволяет считать, что ненулевое смещение в копчике трещины существенно влияет на напряженно-деформированное состояние только в окрестности кончика трещины, причем размеры этой окрестности порядка значения непулевого раскрытия. Вне этой малой окрестности поля деформаций, смещений и напряжений по-прежнему описываются линейной теорией упругости.

Наконец, следует сделать заключение о раскрытии в конце трещины. Ясно, что для реальных материалов в результате пластического течения раскрытие больше нуля и может считаться как постоянной материала, так и величиной, зависящей от внешней нагрузки. Причем рассчитанные примеры показали, что и в том, и в другом случае расхождение между критическими состояниями невелико (линии 2 и 3 на рис. 18.1, 18.3, 18.4). Более того, начиная с некоторого значения размера трещины, предположение о нулевом раскрытии практически также не изменяет критическое состояние. Отсюда можно сделать вывод, что принятие той или иной гипотезы о степени постоянства раскрытия в конце трещины можно скорее обосновать удобством расчета, нежели соображениями его точности. К этому можно добавить, что детали деформации, отражающиеся на раскрытии в малой окрестности конца трещины, сильно зависят от размера зерна, его анизотропии и неоднородности (а также и от других причин), что вносит в экспериментальное измерение раскрытия некоторую долю неопределенности, позволяющую относиться к результатам непосредственного измерения малых значений раскрытия в конце трещины с известной осторожностью [51]. Поэтому при хрупком разрушении достаточно знать плотность работы разрушения 2^, измеренную на образцах с достаточно большой трещиной, и техническую прочность 00 гладкого образца (в отсутствие трещины). Этих параметров достаточно для построения области предельного состояния тела с трещиной и с ограниченной прочностью при I — 0.

В результате пластического течения конец трещины может даже раздваиваться. Вот, например, как выглядит процесс деформации конца трещины но данным интерферометрии на поверхности плоского растягиваемого образца из алюминиевого сплава (типа В9Г>-Т1) [3801. Па рис. 25.13 изображен конец усталостной трещины в образце, вынутом из машины после Л2 тысяч циклов (а — а,„ + аа = — I3.r)i IH М/ммг). Полосы интерферометрии отражают одинаково углубленные точки поверхности образцов. Видна значительная остаточная деформация

В процессе фрикционного взаимодействия шероховатых поверхностей происходит непрерывное разрушение и восстановление микро-объемов вещества в пограничном слое в результате пластического деформирования, что приводит к разрыхлению этого вещества, диспергированию и выносу разрыхленного вещества из зоны контакта, т.е. к изнашиванию. Адсорбционно-химическое взаимодействие разрыхленной структуры с внешней средой способствует замедлению восстановительных процессов. При небольших нагрузках на трибосопряжение пограничный слой формируется лишь на микроскопических пятнах фактического контакта. При этом наибольший масштаб дефектов его структуры ограничивается субмикроиорами. Соответственно отделяемые частицы износа имеют малые (не более 1 мкм) размеры. В условиях больших нагрузок в пограничный слой втягиваются более глубокие слои материала, ограниченные контурной площадью контакта и характеризующиеся дефектами низшего порядка (микропорами). При этом размер отделяющихся частиц износа увеличивается более чем на порядок. Процесс изнашивания носит усталостный характер; образование фрагментов изношенного материала происходит через определенное многократное число взаимодействий.

1. Теория магнитострикционных напряжений. Если ферромагнитный материал намагничивать при высокой температуре в процессе отжига, то напряжения, возникающие при магнитострикционной деформации, будут сниматься в результате пластического течения вещества или процесса релаксации. Намагничивание эффективно только для сплавов, точка Кюри которых выше 450—500° С; охлаждение в магнитном поле нужно производить медленно. Однако эта теория не применима к монокристаллам, в которых нет противодействий изменению его внешней формы. По этой теории термомагнитная обработка должна быть эффективна для всех материалов, включая чистые металлы, у которых hs^> Q. Эта теория предсказывает максимальный эффект для материалов с наибольшей магнитострикцией Ks. В то же время, наибольший эффект при термомагнитной обработке получен у сплава железа с 6,5% Si, когда Я5 = 0.

стичных конструкционных материалоЁ, фактически представляют регулярно повторяющиеся участки излома примерно одинаковой геометрии, которые образуются в вершине трещины в результате сдвига материала при его ротационной деформации (тогда образуются бороздки) или в результате пластического затупления вершины трещины (тогда образуются линии).

Поскольку хрупкий материал не обладает способностью понижать высокую локальную концентрацию напряжений в результате пластического течения, наиболее опасные трещины вызывают

Рентгеноструктурный анализ показывает, что в результате пластического деформирования благодаря превращению остаточного аустенита в мартенсит увеличивается микротвердость поверхностного слоя (рис. 46).

Приведем расчет состава защитного шлака, образующегося в результате плавления электрода, и определим коэффициент его кислотности, характеризующий многие особенности шлака, на примере электродов типа Э46Аа (ГОСТ 9467-75), марки УОНИ-13/45, с покрытием основного типа.

Высокие температуры, используемые при сварке плавлением, с одной стороны, понижают термодинамическую устойчивость оксидов, как это было показано в п. 9.2, но, с другой стороны, скорость их образования резко увеличивается и за очень небольшое время сварочного цикла металлы поглощают значительное количество кислорода. Поглощенный кислород может находиться в металле или в растворенном состоянии в виде оксидов (обычно низшей степени окисления), или субоксидов (TieO, TiaO, TiaO) , а также может создавать неметаллические включения эндогенного типа, образовавшиеся при раскислении металла более активными элементами. И то, и другое резко снижает качество сварных соединений, особенно пластичность металла шва. Исследования этого вопроса показали, что основная масса кислорода в металле обычно находится в неметаллических включениях [20] . Источниками кислорода в металле при сварке служат окислительно-восстановительные реакции между металлом и атмосферой сварочной дуги, металлом и шлаками, образующимися в результате плавления флюсов или при разложении и плавлении компонентов электродного покрытия, а также при взаимодействии с наполнителями порошковой проволоки.

Рис. 10.9. Схема электрошлаковой сварки: / — основной металл; 2 — электродный металл (проволока или пластина); 3— ванна из расплавленного флюса; 4 — сварочная ванна, созданная в результате плавления электродного и основного металла; 5 — сварной шов

При К.с. сопротивлением соединение образуется в результате плавления, плотного сжатия деталей и кристаллизации расплавленного металла. При К.с. оплавлением детали лишь соприкасаются, но благодаря большой плотности тока в местах контакта деталей металл быстро нагревается и расплавляется. При осаживании находящийся в пластическом состоянии металл удаляется, свар-

По-видимому, механизм граничной смазки водой, так же как и маслами, основан на скольжениях внутри смазочного слоя по определенным плоскостям скольжения. Образованию этих плоскостей скольжения способствует правильное расположение молекул воды, сохраняющееся и после плавления льда, обладающего кристаллической структурой. Отсутствие такого правильного расположения молекул в сравнительно толстых прослойках воды, образующихся при температурах выше нуля, по-видимому, объясняет затрудненное скольжение в этом случае. Хорошо также известное конькобежцам уменьшение скользкости льда при низких температурах объясняется, по Бутневичу, тем, что при этом уменьшается доля площади действительного контакта, на которой в результате плавления льда образуется смазочная прослойка. Смазочная прослойка образуется только на тех, больших по размеру островках контакта, на которых температура в течение контакта с коньком способна повыситься до нуля. Чем ниже температура, тем больше размер таких островков контакта и тем меньше становится их число При очень низких температурах смазочная прослойка вообще не образуется и коэффициент суммарного трения достигает максимального значения, равного коэффициенту «сухого» трения льда.

2) на жидкий металл действуют специальными шлаками, образующимися в результате плавления флюсов или покрытий электродов. Основное назначение шлака — очистить металл от включений. Благодаря большой контактной поверхности металла и шлака между ними возникают обменные реакции. Если образующие окислы химически активны (например имеют явно основной характер), они связываются кислыми шлаками. При достаточном количестве шлака, соответствующей температуре его затвердевания и удельном весе можно обеспечить достаточно полное удаление включений из металла сварного шва. Если окислы химически мало активны, применяются шлаки, хорошо их растворяющие (например, криолит для растворения А^Оз). Наиболее вредными в стали являются окислы SiO3 и Сг2О3 и закись железа.

В результате плавления золы в ядре факела образуется шлак. Разница между золой и шлаком состоит в том, что если зола — смесь минералов, то шлак — их раствор.

Термоиндикаторы плавления изменяют цвет в результате плавления одного или нескольких их компонентов, имеющих строго определенную температуру плавления. Погрешность измерения температуры этими индикаторами составляет 0,5...1,5, реже 2,5%, что примерно соответствует точности измерения температуры наиболее распространенными измерительными приборами.

Операция разливки должна производиться очень быстро. Весь процесс отливки пятиграммового слитка, включая открывание печи, извлечение тигля, выравнивание его в щипцах и отливку слитка, должен быть проведен за 5— 7 сек. При маленьких количествах металла тигельные щипцы можно держать в одной руке, другой рукой из горловины тигля извлекают огнеупорной трубкой флюс или древесный уголь. Это требует большого мастерства, и некоторые исследователи предпочитают операцию разливки проводить с участием двух рабочих, один из которых удаляет флюс. У некоторых сплавов (например, CuAl) в результате плавления на воздухе возни-• кают потери металла вследствие окисления, но в сплав кислород не попадает. В этих случаях для защиты от окисления при плавке может быть применен древесный уголь, который должен быть удален перед тем, как тигель вынимают из печи. Металл может быть расплавлен под слоем порошка из древесного угля, и непосредственно перед разливкой его можно сдуть сильной струей воздуха (или лучше азота) через кварце* вую трубку, расположенную непосредственно над тиглем. Но

Операция разливки должна производиться очень быстро. Весь процесс отливки пятиграммового слитка, включая открывание печи, извлечение тигля, выравнивание его в щипцах и отливку слитка, должен быть проведен за 5— 7 сек. При маленьких количествах металла тигельные щипцы можно держать в одной руке, другой рукой из горловины тигля извлекают огнеупорной трубкой флюс или древесный уголь. Это требует большого мастерства, и некоторые исследователи предпочитают операцию разливки проводить с участием двух рабочих, один из которых удаляет флюс. У некоторых сплавов (например, CuAl) в результате плавления на воздухе возни-• кают потери металла вследствие окисления, но в сплав кислород не попадает. В этих случаях для защиты от окисления при плавке может быть применен древесный уголь, который должен быть удален перед тем, как тигель вынимают из печи. Металл может быть расплавлен под слоем порошка из древесного угля, и непосредственно перед разливкой его можно сдуть сильной струей воздуха (или лучше азота) через кварце* вую трубку, расположенную непосредственно над тиглем. Но

Первоначально часть флюса расплавляется дугой, возбуждаемой между технологической подкладкой и электродом. Постепенно на подкладке образуются слой жидкого металла в результате плавления электродов и материала подкладки и жидкий шлак. По мере повышения температуры шлака под действием постоянно горящей неподвижной дуги увеличиваются его количество и электропроводность. Общее электрическое сопротивление слоя шлака значительной толщины становится соизмеримым с сопротивлением дуги, она шунтируется шлаком и гаснет. Далее процесс переходит в ту стадию, когда основная часть теплоты, требуемой для расплавления металла электрода и соединяемых деталей, генерируется в шлаковой ванне при прохождении через нее тока. Электрошлаковый процесс, таким образом, осуществляется благодаря джоулрой теплоте и является бездуговым.