Внутренних напряжениях

у разных металлов примерно одинакова. При этом абсолютные температуры сильно отличаются. Так, при нормальной температуре избыточные вакансии полностью исчезают у наклепанного алюминия, частично — меди. Для начала движения вакансий у никеля требуется нагрев до 370 К, а у железа — до 420...470 К. Кроме того, при отдыхе происходят частичная перегруппировка дислокаций и аннигиляция дислокаций разного знака. Результат отдыха — восстановление таких физических свойств, как электросопротивление, а также смягчение пиков внутренних микронапряжений.

С повышением температуры силицирования и после отжига значительно уменьшается микротвердость дисилицида молибдена (рис. 4). Значение микротвердости у образцов, полученных при 1500—1700° (1000 кг/мм2), близко к данным, приведенным в работе [9]. Более высокое значение микротвердости у образцов, полученных при 1250°, объясняется, очевидно, существованием значительных внутренних микронапряжений, возникающих при образовании силицидных слоев, которые уменьшаются с повышением температуры получения и при отжиге.

И только при флюенсе »1020 нейтр./см2 это снижение сменяется ростом. Такая же аномалия наблюдается для ширины дифракционных линий. Можно предположить, что этот эффект вызван снятием внутренних микронапряжений в графите, развивающихся при охлаждении графитированных изделий. О предшествующем росту снижении параметра с (кажущемся улучшении структуры) в облученных при 420° С ' и флюенсе 1018—1019 нейтр./см2 графитовых волокнах сообщил Пеггс [214] на X конференции по углероду.

Процесс динамического старения закаленной .и низкоотпущенной стали заключается в нагружении до напряжений, вызывающих возникновение небольшой остаточной деформации и отпуска при повышенной температуре в условиях постоянной общей деформации или напряжения. В процессе отпуска под напряжением происходит релаксация локализованных внутренних микронапряжений или при ускоренном распаде мартенсита. Возникающая в процессе нагр ужения и развивающаяся во время отпуска малая пластическая деформация приводит к изменению исходной субструктуры,,, которая, возможно, становится полигонизованной и закрепляется выделяющимися на дефектах дисперсными частицами карбидов. Этот метод динамического старения был опробован на упругих чувствительных элементах из стали 50ХФА для прецизионных манометров. После закалки и отпуска при 150° С упругие элементы разжимали до появления остаточной деформации, а затем подвергали отпеку под нагрузкой в специальном приспособлении. В результате динамического старения возрастает предел упругости и в 2,5 раза уменьшается упругий гистерезис, что повышает точность и долговечность приборов [65].

циональности в первом после отдыха полуцикле нагружения возрастает (точки на рис. 2,6, обведенные кружком). Такое поведение предела пропорциональности может быть связано с некоторой релаксацией поля внутренних микронапряжений в процессе отдыха. Однако уже во втором цикле нагружения, следующем после отдыха, эффект последнего «забывается» и поле внутренних микронапряжений восстанавливается.

94. Горкунов Э.С. и др. Оценка внутренних микронапряжений в высокоуглеродистых сталях по параметрам электромагнитно-акустического преобразования // Дефектоскопия. 1999. № 9. С. 38-46.

К настоящему времени развиты различные модели эффекта памяти формы. В соответствии с моделью Лихачева и др. [401—403], перестройка атомов при мартенситном превращении происходит за счет выигрыша внутренней энергии кристалла, а напряжения лишь определяют наиболее вероятное направление смещения атомов. Обратимость деформации авторы связывают с направленным "дрейфом" превращения, который при отсутствии внешних, напряжений происходит в поле ориентированных внутренних микронапряжений, наведенных либо активной деформа-

34. Алексеева Л.Е., Перкас М.Д., Саррак В.И. Роль внутренних микронапряжений в развитии задержанного разрушения // Докл. АН СССР. — 1982. — № 5. - С. 1128-1131.

Если пластически деформированный образец получает отдых лри перерывах на некоторое время, как это имело место в данных экспериментах для перестановки деформометра по мере накопления образцом односторонней деформации, то его предел пропорциональности в первом после отдыха полуцикле нагружения возрастает. Такое поведение предела пропорциональности может быть связано с некоторой релаксацией поля внутренних микронапряжений в процессе отдыха. Однако уже во втором цикле нагружения, следующем после отдыха, эффект последнего забывается, и поле внутренних микронапряжений восстанавливается.

Если считать [52], что эффект Баушингера определяется величиной внутренних микронапряжений, то за критерий малоциклового разрушения может быть принята работа внутренних микронапряжений на пути пластической деформации, предельная величина которой может быть определена по кривой однократного статического разрушения, и тогда критерий (4.17) при одноосном растяжении совпадает с теоретическим критерием {3.1), предложенным в работе [13]:

Особая роль внутренних микронапряжений при упругопласти-ческом деформировании показана также в работах [62—641 и др. Проверка критерия (4.14) проводилась на большом числе материалов при растяжении-сжатии для различных сплавов в разных условиях нагружения: сталь 22к (мягкое нагружение при симметричном и асимметричном циклах: г„ = —1; —0,9; —0,7; —03; жесткое нагружение, температура испытания до 450° С, образцы сплошные цилиндрические, трубчатые, без кон-

исходит более быстрая, чем при комнатных температурах или малых пластических деформациях, релаксация внутренних микронапряжений, вызывающая уменьшение сопротивления деформированию материала, и кривая разгрузки приобретает резко выраженный криволинейный характер, в особенности в начальный момент разгружения (кривая AD на рис. 4.17,6). Дальнейшее снижение активной нагрузки сопровождается затуханием релаксации остаточных микронапряжений, а действующая нагрузка уже настолько мала, что не может вызвать дополнительную пластическую деформацию и в точке D происходит равновесие активных напряжений а и остаточных микронапряжений. Начиная с точки D разрушение идет с опережением деформации, которая имела бы место, если бы разгрузка осуществлялась при отсутствии остаточных микронапряжений, т. е. по прямой DF, и в результате имеет место неупругая деформация Дбн, определяемая отрезком BF. В последнем случае представляется затруднительным определение модуля разгрузки Ер, так как кривая ADB имеет непрерывный ярко выраженный криволинейный характер. В этом случае может быть определен некоторый осредненный модуль разгрузки следующим образом: через точку D проводится прямая CF под углом Е, определяющим модуль упругости исходного материала, а затем точка С соединяется с точкой 5, образуя прямую, наклон которой определяет осредненный модуль разгрузки, соответствующий неупругой деформации Дбц.

нагрузках или внутренних напряжениях — коррозионное растрескивание и коррозию при переменных нагрузках — коррозионную усталость; многие аппараты в химической промышленности работают в указанных условиях и подвержены этому виду коррозии в случае неправильного конструирования отдельных узлов;

Расчет дает следующее: для бесконечно длинных частиц железа при учете только анизотропии формы Нс = 79,6 X X 10* а/м (10* э); для сферических частиц кобальта при учете магнитокристаллической анизотропии Нс — 477,6 X X 103 а/м (6 • 103 э), а для сферических частиц никеля при одноосных внутренних напряжениях 2 кн/м2 (200 кгс/мма) Яс~318,4-103 а/м (4-103 э).

В структуре не наблюдали фрагментов окисной пленки. Тем не менее вполне вероятно, что они не видны из-за большого количества дефектов в структуре. Дифракционная картина, полученная с участка размером 0,5 мкм2 (рис. 1.325), представляет собой размытые концентрические окружности. Это свидетельствует о боль-шеугловых разориентировках в сильнодеформированной структуре и значительных внутренних напряжениях. Рефлексы на окружностях связаны с дифракцией на кристаллической решетке Fe.

Эволюцию структуры и рост зерен при отжиге исследовали и в других наноструктурных ИПД металлах: Fe [78], Со [229]. После ИПД кручением с логарифмической степенью деформации, равной 6,2, в Fe наблюдали зерна диаметром около 100 нм, содержащие много изгибных контуров экстинции, свидетельствующих о высоких внутренних напряжениях. Границы зерен также находились в неравновесном состоянии. После отжига в течение 1 ч при 573 К зерна имели тот же размер, но не содержали внутренних напряжений и дислокаций. Однако при 773 К был заметен рост зерен и их средний размер составил 0,3 мкм. При этом границы зерен имели обычный полосчатый контраст, типичный для равновесной зеренной структуры. При более высоких температурах имел место дальнейший рост зерен. Микротвердость слегка уменьшается во время возврата, быстро снижается при температуре около 723 К во время рекристаллизации, а затем снова слегка уменьшается во время дальнейшего роста зерен.

тепловому испытанию. На фиг. 90 показана установка для теплового испытания роторов, которая состоит из привода (поводковые пальцы планшайбы), двух люнетов и электрической печи, в которую помещается средняя часть ротора. Ротор приводится во вращение и нагревается до температуры 450°. С помощью индикаторов через каждые 15 мин. производятся замеры деформации вала в сечениях /, //, ///. На основании этих замеров строятся диаграммы, по характеру которых судят об остаточных внутренних напряжениях. Величина биения ротора не должна превышать 0,05 мм.

О внутренних напряжениях, возникающих в процессе заготовительных операций, имеется ряд исследований. Менее изучены напряжения, возникающие при обработке резанием. При недостаточной жёсткости детали (обтачивание тонких дисков, фрезерование тонких реек) внутренние напряжения могут вызвать значительные деформации. Проведённые исследования показали, что напряжения, возникающие в поверхностных слоях деталей при обработке их резанием, выражаются значительными величинами и распространяются вглубь на несколько десятых миллиметра.

Загрузка в печь, имеющую в начальный момент температуру более высокую, чем заданная по режиму. При этом варианте достигается максимальная скорость нагрева (фиг. 9, в), и он применим в случаях, когда разность температур по сечению детали допустима с точки зрения механической прочности изделия (при больших внутренних напряжениях) и превращений в стали.

Следует подчеркнуть, что значение условий охлаждения в формировании структуры аморфных сплавов ие всегда имеет определяющее значение в формировании некоторых их свойств, например магнитных, поскольку, во-первых, при оптимизирующем отжиге различия в свойствах, связанных с условиями охлаждения, во многом нивелируются и, во-вторых, как это наблюдается в сплавах с близкой к нулю магнитострикцией, условия охлаждения вообще сравнительно слабо сказываются иа служебных параметрах даже свежезакалеиных образцов (в этом случае вариации во внутренних напряжениях слабо проявляются из-за того, что Jis=0). Но по этой причине роль технологических факторов нисколько

При анализе условий нагружения следует подвергать тщательной оценке термические условия работы оборудования: характер температурного градиента в сечении, теплопередачу, термическое расширение, а также длительность термических нагрузок и их повторяемость. Может оказаться, что локальная концентрация температуры в поверхностном слое настолько высока, что уже в тонком слое она приводит к росту зерна или даже расплавлению материала. В случае деталей больших сечений, нельзя забывать о внутренних напряжениях. Подробного анализа требует геометрическая форма работающей детали, состояние рабочих поверхностей, а также наличие геометрических и структурных микронадрезов в приповерхностной области.

§ 7. С общей постановкой задачи о внутренних напряжениях в растущем теле, в том числе и трубе, получаемой намоткой, можно ознакомиться в работе [99].

Металлографическое исследование образцов в начальной стадии гидроэрозии мартенсита показывает, что его разрушение в среднеуглеродистых сталях развивается равномерно по всему полю шлифа (см. рис. 62, а). Эта закономерность распространяется и на среднеуглеродистые легированные стали. Микроскопические трещины в структуре мартенсита, которые не выявляются даже при большом увеличении и проявляются только в хрупком поведении мартенсита, при микроударном воздействии являются концентраторами напряжений и быстро развиваются в очаги разрушения. Однако эти преднарушения прочности могут быть не развиты, и при снятии внутренних напряжений высоким отпуском сопротивляемость стали микроударному разрушению повышается. Такое явление наблюдали при испытании стали 40ХГР. После закалки и низкого отпуска, вследствие повышенной хрупкости этой стали, потери массы образцов при испытании в 3 раза больше потерь массы после отпуска при температуре 400° С (см. табл. 64). Как видно, ударная нагрузка при больших внутренних напряжениях вызывает в микрообъемах хрупкое разрушение, при котором нарушения прочности возникают и распространяются с большой скоростью.