Взаимодействия расплавленного

Таким образом, рассмотрение кооперативного взаимодействия процессов пластической деформации и разрушения на различных масштабных уровнях позволило развить физическую мезомеханику структурно-неоднородных сред. Она является основой для компьютерного конструирования материала [11].

Диаграмма взаимодействия (процессов) - диаграмма процессов в языке UML, отражающая поведенческий аспект моделируемой системы. В число диаграмм взаимодействия входят диаграммы последовательностей и кооперации

ловлена многофакторным характером взаимодействия процессов деформации и разрушения материала вдоль фронта трещины, что может быть объяснено с позиций синергетического анализа. С возрастанием длины трещины к моменту перегрузки происходит ослабление стеснения пластической деформации вдоль фронта трещины. Возрастает ширина скоса от пластической деформации, и в момент перегрузки плоская часть излома занимает всего лишь половину толщины образца, что составляет около 2,5 мм. Происходит переход к условиям плосконапряженного состояния материала. Материал получает большую свободу для деформирования в плоскости трещины, и процесс пластического затупления происходит более полно, чем на меньшей длине трещины. Поэтому в момент перегрузки материал не успевает перейти

2. Феноменологическое поведение материала под нагрузкой определяется структурным состоянием материала и мгновенными условиями нагружения в момент измерения. Изменение структурного состояния в процессе нагружения является результатом взаимодействия процессов деформационного упрочнения и релаксации во времени. Зависимость кривой деформирования от пути предшествующего нагружения (истории нагружения) обусловлена изменением структурного состояния материала в соответствии с соотношением процессов упрочнения и релаксации.

Сопротивление элемента трения (см. рис. 10, в) определяется величиной пластической деформации. Из-за взаимодействия процессов упрочнения и разупрочнения сопротивление трения изменяется во времени, вследствие чего деформирование может продолжаться и при понижении нагрузки, аналогично тому, как это происходит при деформировании вязкого элемента. Отличительной особенностью элемента трения является наличие определенного уровня напряжений, при которых начинается деформирование. Изменение сопротивления зависит от пути предшествующего нагружения, и в частном случае зависимости модуля упрочнения только от величины деформации и ее скорости изменение сопротивления имеет вид

Анализ взаимодействия процессов накопления циклических и статических повреждений показал, что при температурах t ;> ;> 190° время деформирования, по существу, является определяющим фактором сопротивления деформированию и разрушению. Характеристики предельной пластичности, полученные при циклическом и длительном статическом нагружениях, при этих температурах практически совпадают. В диапазоне температур t ^> ^> 190° при мягком нагружении наблюдаются только квазистатические разрушения. С понижением температуры наблюдается уменьшение влияния ползучести. При t ^ 120° фактор времени становится несущественным и сопоставление данных по предельной пластичности целесообразно производить в зависимости от числа циклов.

Анализ взаимодействия процессов накопления циклических и статических повреждений, проведенный для жаропрочного алюминиевого сплава АК4-1-Т1 в условиях мягкого и жесткого циклических нагружении с различной асимметрией и формой цикла, позволил также перейти к построению подобных схем, характеризующих предельные состояния сплава по условию малоциклового нагружения в связи с кинетикой накопления повреждений при различных уровнях температур, нагрузок и частот деформирования.

В соответствии с концепцией суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок экспериментально полученные закономерности обусловлены характером взаимодействия процессов накопления повреждений и разрушения при максимальном эффекте суммирования повреждений в зоне разрушения по границам зерен при низких параметрах комбинированных нагружений (близких к эксплуатационным). Следовательно, для рассматриваемой категории деталей наиболее характерна область устойчивого снижения параметра суммарной относительной долговечности по сравнению с долговечностью, полученной по правилам простого линейного суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок. Поэтому необходимо применять параметр Лс < 1.

в результате взаимодействия процессов тепло-массообмена между

только на мезоуровне, а при сложном напряженном состоянии оно может проявляться и на макроуровне. Таким образом, в случае аморфных сплавов нельзя судить о пластичности и характере разрушения сплава по виду кривой деформации. В то же время принято считать разрушение аморфного сплава вязким, если оно имеет сдвиговый тип, т.е. разрушение идет вдоль полосы сдвига с формированием венообразного узора на поверхности, а хрупким, — когда поверхность разрушения нормальна к растягивающему напряжению. Однако поскольку макроразрушение есть результат взаимодействия процессов на микро- и мезоуровнях, обеспечивающих образование микротрещины, способной к самоподобному росту, нельзя судить о типе разрушения только по макропризнакам механического поведения сплава, а следует принимать во внимание многоуровневый характер разрушения.

Решение всех перечисленных задач требует специальной организации испытательно -вычислительного процесса, включая организацию взаимодействия процессов испытания, диагностирования, обработки информации и вычисления.

ного циклическому неупругому деформированию, определяется по условию малоциклового разрушения (на основе известной формулы Коффина), а также по накапливаемой односторонней деформации с учетом заданного зазора между лопатками и корпусом. Сопоставление результатов расчетов, выполненных для указанного диска (при принятой программе нагружения) с учетом и без учета взаимодействия процессов пластичности и ползучести, свидетельствует о том, что расчетная долговечность во втором случае получается завышенной: по малоцикловому разрушению • — примерно в 40 раз (показатель степени в формуле Коффина был принят равным двум), по накопленной деформации — примерно в 8 раз.

где [Х]ш> bY]0 „, [Х]э — концентрация рассматриваемого элемента соответственно в металле однослойного шва, основном и электродном металлах; ДХ — обобщенное изменение данного элемента в составе основного и электродного металлов вследствие неизбежного взаимодействия расплавленного металла с окружающей средой — газами и шлаками.

этому сварные швы обладают низкими механическими свойствами. Для изоляции металла от воздуха в процессе сварки применяют различные средства защиты: электродные покрытия, флюсы, защитные газы, вакуум. Однако полностью изолировать металл от воздуха обычно не удается. Сами средства защиты также взаимодействуют с металлом, даже инертный газ и вакуум, содержащие некоторое количество примесей. Химические реакции взаимодействия расплавленного металла с газами и средствами защиты называются сварочными металлургическими реакциями.

Выделяют две основные зоны или стадии взаимодействия расплавленного металла с газами и шлаком: торец электрода с образующимися на нем каплями и сварочную ванну. Полнота протекания металлургических реакций зависит от температуры, времени взаимодействия, поверхности и концентрации реагирующих веществ.

Прочность паяных соединений существенно зависит от прочности припоя и активности взаимодействия расплавленного припоя и основного металла. При активном растворении припоя в металле прочность соединений на 30 — 60% выше прочности припоя.

Шлаковые включения (Шв) — частицы продуктов взаимодействия расплавленного металла с футеровкой, атмосферой печи и флюсами, залегающие в полуфабрикатах и деталях в компактной форме. Большая часть Шв хрупка и дробится при деформировании металла. При неблагоприятном расположении Шв в деталях они могут служить очагами усталостных трещин. Контроль металла по Шв производится исследованием макроструктуры слитков и де-

Повышенная стойкость литейной корки на чугуне объясняется силикатной плёнкой, которая образуется от взаимодействия расплавленного металла с материалом формы. Возможно, что иногда повышенная стойкость является следствием образования на сером чугуне корочки белого, более стойкого чугуна.

Капиллярное течение припоев. Экспериментально установлено, что прямой зависимости между растеканием и течением припоя в зазоре нет. Так, припои на алюминиевой основе хорошо растекаются по поверхности сплава АМгб, но не затекают в капиллярный зазор. В то же время припои системы никель— хром—кремний плохо растекаются по поверхности стали 12Х18Н9Т, сплава ХН77ТЮР но хорошо затекают в капиллярные зазоры. Это явление связано с характером взаимодействия расплавленного припоя с паяемым материалом. В капиллярном зазоре расплавленный припой интенсивно насыщается компонентами паяемого металла, что ведет к потере жидкотеку-чести.

Процесс пайки на электронно-лучевых установках характеризуется высоким КПД процесса. Концентрация энергии в луче позволяет предельно сократить продолжительность взаимодействия расплавленного припоя с паяемыми материалами и тем самым сохранить их свойства. Для изготовления высокоточных изделий, собранных из тонкостенных и разно-толщинных элементов, используют установки с местным нагревом (сфокусированный электронный луч) и общим нагревом (сканирующий поток электронов).

Условие металлургического взаимодействия припоя с паяемым материалом. В процессе пайки, если соблюдено условие смачиваемости и расте-каемости, наступает процесс металлургического взаимодействия расплавленного припоя с паяемым материалом. Характер и степень этого взаимодействия в значительной мере зависят от того, насколько легкоплавок или тугоплавок выбранный припой. Попытки зарубежных и отечественных исследователей классифицировать припои на особолегкоплавкие, легкоплавкие, среднеплавкие и т. д. (см. ГОСТ 19248—73), не определяют дей-

взаимодействия расплавленного металла

Электролитическое Д]_В, А1— SiC взаимодействия расплавленного алюминия с бо-