Снижаются пластические

При более высоких температурах титан активно соединяется с Тазами с образованием стойких оксидов, нитридов, гидридов и карбидов, снижающих прочность и вызывающих охрупчивание металла. Процесс усиливается, если металл находится под действием напряжений.

избегать (особенно при ребрах растяжения) низких, тонких и редко расставленных ребер, снижающих прочность детали:

Рис. 2.16. Зависимость размеров плоскостных дефектов (1/В)», не снижающих прочность соединений, от степени механической неоднородности Кг и относительной толщины мягкой прослойки ге

Диапазон размеров рассматриваемых дефектов, не снижающих прочность соединения с мягкой прослойкой, для

ПЕРЕЖОГ - неисправимый дефект металлич. изделий, образующийся при близком к темп-ре плавления нагреве в окислит, среде. Характеризуется в осн. появлением на границах зёрен оксидных включений или оболочек, снижающих прочность и пластичность металла.

Основные недостатки соединений: наличие остаточных напряжений из-за неоднородного нагрева и охлаждения и возможность коробления деталей при сваривании (особенно тонкостенных), возможность существования скрытых (невидимых) дефектов (трещин, непроваров, шлаковых включений), снижающих прочность соединений.

ПЕРЕЖОГ — неисправимый дефект металлич. изделий, образующийся при высоком нагреве (близком к темп-ре плавления) в окислит, среде. Характеризуется появлением на границах зёрен окисных включений или оболочек, сильно снижающих прочность и пластичность металла. П. может быть также вызван оплавлением тончайших прослоек (напр., из примесей) по границам металлич. кристаллов.

Рис. 2.16. Зависимость размеров плоскостных дефектов (i/J3)*, не снижающих прочность соединений, от степени механической неоднородности Кд и относительной толщины мягкой прослойки аг

Диапазон размеров рассматриваемых дефектов, не снижающих прочность соединения с мягкой прослойкой, для

Самый простой вариант метода пропитки заключается в укладке волокон в литейную форму и заливке в нее под действием силы тяжести расплавленного или полурасплавленного металла матрицы [122, 130]. При этом могут быть применены литейные формы, используемые для изготовления изделий из обычных металлических сплавов, и стандартное литейное оборудование. Существенным недостатком такого метода является наличие после заливки в материале пустот, сильно снижающих прочность композиционного материала. Образование таких пустот связано с тем, что при большом (40—80 об. %) содержании упрочняющих волокон, уложенных в литейной форме, расстояния между ними чрезвычайно малы, и давления заливаемого металла, обусловленного только весом металла, оказывается недостаточно для полной пропитки волокон. Другая важная причина образования пористости в матрице — отсутствие питателя (выпоров) в такой литейном системе, какой является отдельный капилляр, и отсутствие в связи с этим компенсации литейной усадки в этом капилляре. По-видимому, это явля-

При получении композиционных материалов на песчаном грунте листы часто имеют коробление и шероховатую поверхность. При деформировании композиционного листа на таком основании из-за значительного прогиба в материале появляются большие касательные напряжения вследствие относительного сдвига металла матрицы и волокна, обладающих разными пластичными характеристиками. Величина этих напряжений может превышать прочность связи волокна с матрицей, что иногда приводит к образованию ненроваров, снижающих прочность композиции. Однако металлическая плита в качестве основания имеет и свои недостатки, так как в этом случае отраженная волна, интенсивность которой составляет более 20% интенсивности падающей ударной волны, создает на границах раздела между слоями матрицы значительные растягивающие напряжения. Это может приводить к образованию локальных дефектов, также снижающих прочность композиции. Более благоприятные условия сварки, обеспечивающие высокую прочность соединения, создаются при использовании в качестве основания плиты из материала, имеющего достаточно высокую жесткость в сочетании со сравнительно низким акустическим сопротивлением.

В зоне термического влияния некоторых жаропрочных аусто-шгпшх сталей под действием термического цикла сварки снижаются пластические и прочностные свойства, что может повести к образованию в этой зоне трещин. Подобные изменения свойств основного металла вызываются развитием диффузионных процессов, приводящих к повышенной концентрации в металле около-шовной зоны элементов (углерода, кислорода и др.), которые совместно с вредными примесями могут образовывать легкоплавкие эвтектики. При длительной эксплуатации в :пч и зоне могут выделяться мелкодисперсные карбиды п имтерметаллиды, коагуляция которых приводит также к о.чрупчпваниго металла. При сварке этих сталей для предупреждения образования горячих трещин в шве часто получают металл шва, по составу отличающийся от основного и имеющий двухфазную структуру.

Титан и его сплавы чувствительны к термическому циклу сварки, при нагреве и охлаждении металла в области [5-фазы наблюдается рост зерна. Этому способствует и низкая теплопроводность титана. При охлаждении и старении могут образовываться хрупкие фазы. В результате этих процессов снижаются пластические свойства металла и появляется неоднородность свойств сварного соединения.

Марганец образует твердый раствор с железом и немного повышает твердость и прочность феррита. В присутствии серы он частично связывается с серой в сернистый марганец и переходит в шлак. При содержании марганца более 1,5 % снижаются пластические свойства стали. В сталях содержится обычно не более 0,4 % Si и 0,8 % Мп.

При циклических режимах нагружения длительно проработавших аппаратов металл подвергается деформационному старению. При этом изменяется дислокационная структура металла и перераспределяются примесные атомы (например. азота) в кристаллах. В результате старения металла повышаются пределы прочности сгв и текучести a-faaz), значительно снижаются пластические характеристики (относительное удлинение 8 и сужение vy). Металл становится более хрупким, и это приводит к ускорению усталостного разрушения. Поскольку в вершине дефектов всегда наблюдается концентрация деформаций, там и старение протекает быстрее.

При проникновении водорода в количестве более 2 мл/100 г существенно снижаются пластические свойства стали — относительные удлинение и сужение, причем изменение последнего происходит наиболее интенсивно [8, 14, 16]. После выдержки в растворе сероводорода в течение 2000 ч при напряжениях, равных пределу текучести, снижение пластичности стали достигает более 50% при отсутствии каких-либо признаков образования вздутий или трещин, характерных для сульфидного рас-

С увеличением количества у'-фазы в структуре сплава резко повышаются прочностные свойства, но снижаются пластические характеристики.

Следовательно, пластическая деформация, ползучесть, неупругость и разрушение связаны со структурно-чувствительными свойствами и должны рассматриваться применительно к кристаллам, не обладающим идеальным строением. Пластическая, деформация металлов и сплавов в холодном состоянии осуществляется только движением дислокаций (пластическое течение). По мере развития пластической деформации возрастают плотность дислокаций, концентрация вакансий, полигонизация, происходит измельчение зерен, образование текстуры. Это приводит к усилению искажений кристаллической решетки, к ее разрыхлению, к изменению структурно-чувствительных свойств: прочности, пластичности, твердости, ползучести, внутреннего трения и других физико-механических свойств. Особенно заметно увеличиваются прочностные свойства и снижаются пластические.

На рис. 8.19 показана схема Людвика. На ней более крутые кривые относятся к большим скоростям деформирования. Из схемы видно, что скорость деформирования не отражается на 0ОТ—-сопротивлении отрыву. Вместе с тем с повышением этой скорости снижаются пластические свойства материала. Таким образом, с увеличением скорости деформирования материал имеет склонность к переходу из пластичного состояния в хрупкое.

Требование высокой твердости и прочности поверхности при сохранении вязкой сердцевины предопределяет выбор марки стали для изделий, подвергающихся поверхностной закалке. Твердость, близкая к максимальной, достигается при содержании углерода в стали около 0,6%. При дальнейшем повышении содержания углерода твердость увеличивается незначительно, но при этом снижаются пластические свойства деталей и возрастает опасность образования трещин. Содержание углерода в пределах 0,45—0,50% гарантирует достаточную твердость после индукционного нагрева и душевого водяного охлаждения (ЯЛС^бО). Стали с содержанием углерода менее 0,30—0,35% для поверхностной закалки индукционным способом не применяются.

4. Увеличение содержания кремния от 0,5 до 1,0% повышает кавитационную стойкость, однако при дальнейшем повышении содержания кремния свыше 1% снижаются пластические свойства стали.

При закалке чугуна получаются значительные закалочные напряжения, резко снижаются пластические свойства и увеличивается хрупкость, поэтому после закалки даётся отпуск, заключающийся в нагреве и выдержке при температурах ниже критической. Применяется обычно низкий отпуск (до 250° С), преследующий цель только снятия закалочных напряжений и высокий отпуск (50Э— 650° С) для получения троосто-сорбитной или сорбитной структуры основной металлической массы. Структурные изменения при отпуске закалённого чугуна в основном аналогичны изменениям при отпуске закалённой стали.