Механические свойства металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Механические свойства металлов

После значительной предварительной пластической деформации перераспределение дислокаций при обратном нагруженин затрудняется и баушингеровская деформация приближается к нулю.
...
Особенно большое практическое значение имеет эффект Баушингера при эксплуатации и испытаниях в условиях циклического нагружения (см. гл. IX).
...
что наш образец деформируется чисто упруго, т. е. сочень большой скоростью лишь на величину ОС, а затем удлиняется медленнее, по закону, близкому к параболическому. После разгрузки в точке К
...
мер на середине ребер кубической решетки, статистически равномерно (рис. 14, а). Под действием напряжения происходит постепенное перераспределение примесных атомов. Оии стремятся занять междоузлия на ребрах вдоль оси нагружения (см. рис. 15,6), где вызывают наименьшие искажения решетки. В результате каждая элементарная ячейка и весь образец удлиняются вдоль направления действия нагрузки. Причем происходит это не мгновенно. Поскольку переход примесных атомов в новое положение требует диффузионных перескоков, он продолжается достаточно длительное время. После разгрузки происходит обратное перераспределение примесных атомов, н образец принимает исходные размеры (см. рис. 13, участок MN).
...
Более общей причиной упругого последействия считается структурная и химическая неоднородность технических металлов и сплавов. При напряжениях значительно ниже тех, которые вызывают макроскопическую пластическую деформацию металлического образца, в отдельных его зернах начинается локальная (микропластическая) деформация, связанная с перемещением дислокаций. В нашем эксперименте, когда на образец действовало постоянное напряжение, после почти мгновенной упругой деформации до точки С
...
Упругое последействие может в ряде случаев проявляться на практике. Например, из-за него после деформационной правки или после сварки может возникать поводка изделий. Упругое последействие вызывает нежелательное увеличение деформации пружин и мембран, работающих под нагрузкой в точных приборах.
...
Скорость упругого последействия, а также его величина зависят от состава, структуры материала и условий его испытания. Увеличение гетерогенности структуры, неоднородность пластической деформации, облегчение ее подвоз-действием различных факторов усиливают эффект упругого последействия. Например, повышение температуры рез-
...
ко увеличивает скорость последействия (в циике иа 50 % при повышении температуры иа 15 °С). Закалка стали и ее пластическая деформация усиливают склонность к упругому последействию из-за увеличения неоднородности структуры.
...
Таким образом, в металлах еще до начала макропла-стической деформации (на упругом участке кривой напряжение— деформация) возможны неупругие явления, такие, как движение дислокаций, точечных дефектов, перемещение атомов в области границ зерен и т.д. Эти явления, сопровождающиеся местными пластическими деформациями, наблюдаются при низких напряжениях и имеют важное практическое значение.
...
колебания обычно обусловлена сильной структурной неоднородностью, например в сером чугуне из-за наличия графитных включений.
...
Не меньший интерес вызывает внутреннее треиие как метод исследования тонкой структуры металлов и сплавов. Особенно ценную информацию этот метод дает о концентрации и подвижности точечных дефектов, дислокационной структуре, кинетике начальных стадий старения, в том числе деформационного и т. д.
...
Для экспериментальной оценки величины внутреннего трения необходимо знать связь между напряжением и деформацией при нагружении и разгрузке (см. рис. 15). В принципе эту связь можно иайти в результате простых статических испытаний. Но из-за малых абсолютных значений деформации в упругой области сделать это с достаточной точностью довольно сложно. Поэтому иа практике обычно используют динамические методы с периодическим изменением нагрузки, например по синусоидальному закону. Такому изменению нагрузки будет соответствовать и периодическое изменение деформации, но из-за явления неупругости деформация неизбежно будет отставать от напряжения по фазе иа какой-то угол ср. Величина tg <р — одна из характеристик рассеяния энергии колебаний, т. внутреннего трения. Другую характеристику можно получить, оценив площадь петли, которая пропорциональна величине потерь энергии колебаний за один цикл. За меру внутреннего трения принимают величину &W/2nW9
...
Еще одна из характеристик внутреннего трения — логарифмический декремент затухания амплитуды колебаний у.
...
Все рассмотренные характеристики внутреннего трения являются разновидностями наиболее важного для металлов релаксационного внутреннего трения, которое связано
...
с так называемым динамическим гистерезисом. Он возникает в тех случаях, когда под действием приложенного напряжения в материале происходят какие-то перестройки, требующие времени. Неупругая деформация при упругом последействии — типичный для металлов пример протекающего во времени релаксационного процесса. Для релаксационного внутреннего трения характерны зависимость от частоты колебаний и температуры и независимость от амплитуды колебаний.
...
Наиболее важна температурная зависимость релаксационного внутреннего трения Qjl—Q§ech[(H/$R)
...
ем внешних сил в вязкой среде. Резонансное внутреннее трение проявляется только при больших частотах нагруже-ния — в районе мегагерцевого диапазона. От амплитуды колебаний оно, как и релаксационное внутреннее трение, не зависит.
...
Из экспериментальных методов исследования внутреннего трения наиболее распространен метод крутильного маятника. В прям,ом крутильном маятнике (рис. 17, а) образец в виде проволоки или ленты используется в качестве упругого подвеса, к нижнему концу которого
...
Из экспериментальных методов исследования внутреннего трения наиболее распространен метод крутильного маятника. В прям,ом крутильном маятнике (рис. 17, а) образец в виде проволоки или ленты используется в качестве упругого подвеса, к нижнему концу которого
...
Помимо методов свободных колебаний, к которым относится рассмотренный выше, для измерения внутреннего трения используют также метод вынужденных колебаний и ультразвуковые методы.
...
Вынужденные колебания возбуждают в системе образец—маятник. При этом частота колебаний <а должна быть близка к резонансной. Варьируя (о, строят резонансную кривую — зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты (рнс. 18). Величина затухания по теории пропорциональна ширине резонансного максимума. Величина внутреннего трения
...
Рис. 19. Блок-схема резонансной низкочастотной установки для измерения внутреннего трения (М. А. Криштал, С. А. Головни): / — фотодиод; 2 — переходная втулка: 3 — транзисторный усилитель; 4 — микровыключатель; 5 — осветитель; 6 — редуктор; 7 — низкочастотный генератор; 8, //
...
Помимо методов свободных колебаний, к которым относится рассмотренный выше, для измерения внутреннего трения используют также метод вынужденных колебаний и ультразвуковые методы.
...
Этот метод рекомендуют применять при исследовании материалов с высоким Q-1. Для них резонансный максимум достаточно широк и величина Д<а может быть измерена достаточно точно.
...
В методе свободных колебаний частоту колебаний можно менять в диапазоне Ю-1—102 Гц. В резонансных методах вынужденных колебаний частота колебаний достигает сотен килогерц. В мегагерцевом диапазоне частот используют ультразвуковые методы определения внутреннего трения. Например, в импульсном ультразвуковом методе измеряется уменьшение амплитуды импульса при прохождении его через образец. Внутреннее треине Q-1—Яа/я, где а
...
Современные экспериментальные установки по измерению внутреннего трения — это сложные, в ряде случаев полностью автоматизированные устройства, работающие совместно с ЭВМ. На этих установках параллельно с внутренним треннем могут измеряться и модули упругости. На рис. 19 в качестве примера показана блок-схема резонансной установки, позволяющая проводить измерения иа проволочных образцах диаметром 0,8 и длиной 120 мм. Частота колебаний может меняться в диапазоне !—!00 Гц, а амплитуда деформации Ы0-7— 5-
...
Этот метод рекомендуют применять при исследовании материалов с высоким Q-¹. Для них резонансный максимум достаточно широк и величина Д<а может быть измерена достаточно точно.
...
пластической деформации. Движение дислокаций может вызывать макропластическую деформацию образца путем либо скольжения,
...
поворот атомных рядов в отдельных участках образца под некоторым углом к направлению сдвига (рис. 20,6).
...
В большинстве случаев металлы и сплавы деформируются путем скольжения. Поэтому деформация скольжения будет рассмотрена в первую очередь н наиболее подробно.
...
1. Низкотемпературная пластическая деформация металлов скольжением и деформационное упрочнение
...
Рис. 20. Схемы пластической деформации скольжением (а) и двоймикованием
...
21). Чем больше количество движущихся дислокаций и длиннее суммарный путь их перемещений, тем больше величина макропластической деформации. Продемонстрируем это иа следующем примере.
...
Рис. 21. Схема сдвига верхней половины кристалла относительно иижией в результате пробега через него краевой дислокации
...
пов. Под действием приложенных напряжений начинают работать различные их источники, порождающие новые дислокации. Движущиеся дислокации выходят на поверхность образца, взаимодействуют внутри него друг с другом: вступают в реакции, тормозятся, аннигилируют, образуют сплетения и т.д. Поэтому реальная картина пластической деформации металлических материалов сложна и во многих случаях еще далеко не ясна. Она определяется структурой, составом материала и условиями его деформации.
...
Линии скольжения — это ступеньки, образующиеся иа поверхности в результате выхода дислокаций. Действительно, когда, например, краевая дислокация (см. рис. 21)
...
Пластическую деформацию экспериментально изучают в основном двумя методами:
...
Анализируя расположение линий скольжения, расстояние между ннмн, их высоту, можно составить не только качественное, но н количественное представление о картине и величине пластической деформации. Узнав с помощью рентгеиоструктурного анализа кристаллографическую орнеитировку анализируемой поверхности образца, по направлению линий скольжения определяют плоскости н направления скольжения.
...
Метод дифракционной электронной микросколии позволяет непосредственно наблюдать отдельные дислокации, определять их вектор Бюргерса и кристаллографию скольжения, оценивать характеристики дислокационной структуры на разных стадиях деформации.
...
Оба указанных метода имеют свои достоинства и недостатки и взаимно дополняют друг друга. Метод линий скольжения значительно проще, особенно при использовании светового микроскопа, и дает более интегральную информацию. Однако с его помощью изучают только структуру поверхности и, косвенно, движение дислокаций в приповерхностных слоях, которое имеет здесь некоторые специфические особенности.
...
Второй метод лучше во многих отношениях, но дислокационная структура (субструктура) фольги в общем случае отличается от структуры массивного образца, из которого ее вырезают. Неизбежная перестройка субструктуры фольги в процессе ее утонения обусловлена уходом части дислокаций иа поверхность. Степень перестройки определяется величиной деформации, толщиной фольги и природой материала. Перед вырезкой фольги .образец можно подвергнуть обработке, способствующей закреплению дислокаций (например, старению или облучению элементарными частицами).
...
Метод линий скольжения известен и используется достаточно давно. При его помощи было установлено, что скольжение и сдвиги в кристаллах при низкотемпературной деформации идут вдоль определенных для каждого типа решетки кристаллографических плоскостей и направлений. Направление скольжения всегда лежит в своей плоскости скольжения. Их совокупность есть система скольжения.
...
Легко убедиться, что направления и плоскости преимущественного скольжения (см. табл. 6) являются наиболее плотноупакованными в каждой решетке (рис. 24).
...
Анализируя расположение линий скольжения, расстояние между ннмн, их высоту, можно составить не только качественное, но н количественное представление о картине и величине пластической деформации. Узнав с помощью рентгеиоструктурного анализа кристаллографическую орнеитировку анализируемой поверхности образца, по направлению линий скольжения определяют плоскости н направления скольжения.
...
Упаковка атомов в кристаллах с о. ц. к. решеткой не является плотиейшей. Здесь имеется несколько типов плоскостей— {НО}, {211}, {321}—с близкой плотностью упаковки. В каждом из о. ц. к. металлов возможно скольжение дислокаций по всем этим трем типам плоскостей, но прц низких температурах чаще всего «работают» системы {110} <111>. У металлов с о.ц. к. решеткой за счет большого-числа плоскостей скольжения возможных систем скольжения обычно значительно больше, чем у металлов с плотио-упаковаиными решетками. Как будет показано в дальнейшем, этот факт имеет важное значение.
...
В табл. 6 перечислены типы кристаллографических плоскостей и направлений скольжения, каждый из которых есть набор конкретных плоскостей и направлений. При установлении отдельной системы скольжения, представляющей собой совокупность плоскости и направления, следует помнить кристаллографическое условие принадлежности направления дайной плоскости. Если плоскость имеет индексы [hkl],
...
Пластическая деформация в кристалле существенно зависит от его ориентировки относительно направления действия внешних напряжений. Наглядным и наиболее общепринятым способом изображения ориентировки кристалла и, следовательно, его систем скольжения служит стереографическая проекция. Она является геометрическим плоским построением, которое передает угловые соотношения между плоскостями и направлениями в кристалле.
...
Для того чтобы построить стереографическую проекцию кристалла, его надо мысленно заменить кристаллическим комплексом — совокупностью плоскостей и направлений, параллельных плоскостям и направлениям кристалла и перемещенных параллельно самим себе до пересечения в точке, явяющейся центром сферы проекций (рис. 25, а).
...
Для того чтобы построить стереографическую проекцию кристалла, его надо мысленно заменить кристаллическим комплексом — совокупностью плоскостей и направлений, параллельных плоскостям и направлениям кристалла и перемещенных параллельно самим себе до пересечения в точке, явяющейся центром сферы проекций (рис. 25,
...
образец так сориентируем относительно направления растяжения, чтобы в одной из систем скольжения <110;> {111} (например, B1V
...
Тогда на начальной стадии пластическая деформация скольжением будет осуществляться в основном движением дислокаций в одной системе. Эта стадия деформации называется стадией легкого скольоюения.
...
Дальией]11ая_деформация начинает вызывахь-лскривле-ние лйийи_скольженияг на поверхности появляются характерные «полод^броса», в которых происходит это искривление (см. рис. 26/5). Считается, что образование цолос сброса
...
мер — Коттрелла и движение дислокаций в двух и более системах при достаточно значительной степени деформаций прямо доказывается методом дифракционной электронной микроскопии (см. рис. 27,6).
...
чинается формирование «полос» скольжения. Каждая из них представляет собой пачку линий скольжения, расстояние между которыми, по крайней мере, на порядок меньше, чем между полосами (см, рнс. 26,в). Длина отдельных линий скольжения в полосах теперь примерно на два порядка меньше, чем при легком скольжении. Все это результат возросших трудностей выхода дислокаций на поверхность из-за «заклинивания» многих возможных плоскостей скольжения внутри образца различными барьерами.
...
На стадии множественного скольжения после значительной деформации дислокационная структура внутри образца резко усложняется (см. рис. 27,в, г).
...
Отдельные ячейки имеют линейные размеры порядка микрометра—-десятых долей микрометра и разориеитиро-ваны одна относительно другой иа малые углы (менее Г). Обычно с увеличением степени деформации ширина стенок ячеек уменьшается, дислокационная структура в стенках совершенствуется, а угол разориеитировки возрастает. Но средний размер ячеек меняется слабо.
...
Как видно, иа стадии множественного скольжения простой связи между картинами линий скольжения на поверхности и дислокационной структурой внутри образца уже нет.
...
При дальнейшем увеличении степени деформации дислокационная картина качественно не меняется. Структура же на поверхности претерпевает еще некоторые изменения. В частности, наблюдается фрагментация полос скольжения (см. рис. 26,г), появление волнистых линий и их пересечение (см. рис. 26, д).
...
Многие дислокационные источники после такой значительной пластической деформации оказываются «запертыми» обратными полями упругих напряжений вокруг дислокационных скоплений, образовавшихся у различных барьеров. Для продолжения деформации дислокации должны либо прорывать, либо как-то обойти эти барьеры и продолжить свое движение; при этом возможно генерирование новых дислокаций «отпирающимися» источниками. Если бы дислокации разрушали барьеры, то это сопровождалось бы удлинением линий скольжения на поверхности. Однако этого не происходит. Наоборот, наблюдается дальнейшее уменьшение их длины. Отсюда следует вывод, что дислокации обходят барьеры иа этой стадии деформации. В случае низкотемпературной деформации, которую мы рассматриваем, основной способ обойти барьеры — это поперечное скольжение винтовых дислокаций (для реализации второго принципиально возможного способа — переползания краевых дислокаций — требуются достаточно высокие температуры). Волнистые линии скольжения на поверхности и их пересечение, линии, соединяющие параллельные полосы (см. рис. 26, г, д),
...
Механизм фрагментации полос скольжения в результате этого же процесса можно представить следующим образом. Дислокации, обошедшие барьеры, переходят в «свободные» плоскости и скользят в них, пока ие выйдут на
...
поверхность. Естественно, что не все заторможенные дислокации способны обойти барьеры и ие все плоскости, в которые они могут перейти, свободны от других барьеров и позволят дислокациям дойти до поверхности. В результате происходит увеличение плотности линий скольжения внутри отдельных участков полос, в то время как другие остаются неизменными. Внешне это и проявляется как фрагментация полос скольжения (см. рис. 26,г).
...
Рассмотренные элементы механизма пластической деформации г. ц. к. монокристалла, благоприятно ориентированного для одиночного скольжения, так или иначе проявляются при растяжении любых других образцов из металлов с этой
...
кристалла наличием вегю_^^)уктщ)есетки высокоугловых гра^идГ^йиП[тре11ео^речь другими возНижиыми различиями (концентрацией примесей, количеством макродефектов, субструктурой), то поликристалл можно рассматривать как совокупность произвольно opиejщггк)вaниыx_мoнoкpиcтaл-лов
...
ся здесь, образуя скопления (рис. 29). Вокруг скоплений возйтпшсггтгбля упругих напряжений, которые действуют на границы и прилегающие к ним участки соседних зерен в дополнение к приложенным извне напряжениям. В этих условиях могут начать работать дислокационные источники (М,
...
Прогрессирующее образование большого числа скоплений у г]ШПш7 воз1лЬ1кТ^
...
жения (критерий Мизеса). Такое множественное и «согласованное» скольжение и обеспечивает целостность приграничных областей в процессе деформации. В результате интенсивной деформации приграничных объемов там наблюдается повышенная плотность дислокаций.
...
_стадиях макродеформации. По поверхностным картинам линий скольжения в каждом зерие обычно фиксируются 2—3 системы скольжения. Электронно-микроскопический анализ тонких фольг из деформированных поликристаллов дает картины, качественно аналогичные тем, которые наблюдаются в монокристаллах на стадиях множественного и поперечного скольжения (см. рис. 27,в,
...
Монокристаллы металлов с г. п. решеткой, благ^шрлят-но ориентиров а иные для одиночного (базисного) скольжения, пластически_деФормируются в одной системе, на зна-чительнх>„_б^лыпую величину, чем г. ц. к. ""монокристаллы. Начало работы новых систем'скольжения наблюдается при относительно больших напряжениях. Полосы сброса в г. п. металлах уже не связаны с образованием скоплений у барьеров Ломер — Коттрелла, а имеют более сложную природу. Основным видом барьеров, образующихся в результате пересечения дислокаций при множественном скольжении, являгрлхя^лислокационные петли и диполи. Их число растет с увеличением степени деформации, вызывая образование все более мощных скоплений, что в конце концов приводит к запиранию большинства источников и к развитию поперечного скольжения или разрушения. Следует отметить, что из-за трудности перемещения дислокаций во внебазисных плоскостях стадии множественного и интенсивного поперечного скольжения в г. п. металлах часто, осложняются развитием двойникования.
...
Произвольно ориентированные г. п. монокристаллы деформируются аналогичным образом, только стадия легкого скольжения здесь укорочена.
...
Пластическая деформация поликристаллов т.п. металлов протекает качественно так же, как и металлов с г. ц. к. решеткой, проявляя, однако, специфические особенности, отмеченные при анализе картины деформации в монокристалле. Следует отметить, что в поликристалле возможно-
...
сти базисного скольжения ограничены. Поэтому у металлов с с/а^J,633 деформационная способность поликристаллов относительно невелика.
...
Как уже подчеркивалось, для оц;_к. решетки характерно наличие наибольшего числа систем скольжелвя. Поэтому даже на раиних-стадиях пЛатггическои
...
Облегченное поперечное скольжение в о.ц. к. металлах приводит к тому, что оно происходит уже после незначительной деформации. Соответственно при анализе картины пластической деформации почти от самого ее начала и до разрушения отмечаются все признаки поперечного скольже
...
Низкотемпературная пластическая деформация с самого ее начала и до момента разрушения сопровождается повышением сопротивления материала образца деформации по мере увеличения ее степени. Иными словами, для продолжения деформации требуется постоянное увеличение прилагаемого напряжения. Это явление называется деформационным упрочнением.
...
Деформационное упрочнение обусловлено торможением дислокаций. Чем труднее перемещаться дислокациям в материале, тем больше коэффициент
...
Рис. 30- Схема определения приведенного напряжения сдвига'.
...
Рассмотрим деформационное упрочнение при одноосном растяжении на базе той картины пластической деформации скольжением, которая была даиа выше. Анализ вновь начнем с наиболее простых объектов — монокристаллов чи-
...
Пластическая^деформация начинается в точке а. Касательное напряжение, которое вызывает начало пластической деформации в какой-либо системе скольжения монокристалла, называется критмчеашм^
...
В моиок]глцл^ллах чистых металлов дислокаяшигормо-зятся за счет силы трения рещетки^^упругого взаимодействия с другими дислокашшми, образования ступенек (порогов,), пра.пересечеиии.дислокаций и за счет" образования точечных дефектов, образующихся при движении дислокаций с порогами.
...
Сила трения решетки, препятствующая скольжению дислокаций в отсутствие каких-либо дефектов, в чистых монокристаллах должна быть близка^ по величине к силе Пайерлса — Набарро:
...
Расчетные значения £п~н значительно меньше экспериментальных значений /Кр- Поэтому сила Пайерлса — Набарро не должна вносить существенного вклада в деформационное упрочнение г. ц. к. металлов. Следует отметить несовершенство существующих расчетных методов оценки этой силы, так что ее истинное значение может оказаться- более весомым.
...
( Торможение за счет упругого взаимодействия между }дислокациями является, по-видимому, основным механизмом
...
воляют получать уравнения связи напряжения с деформацией. Такие уравнения можно сопоставлять с экспериментальными кривыми, проверяя обоснованность используемых теорией положений. Рассмотрим в качестве примера выводы одной из первых теорий упрочнения за счет полей дальнодействующих упругих напряжений, предложенной Тейлором.
...
Некоторые теории объясняют деформационное упрочнение полями близкодействующих напряжений. Например, по Гилману основной причиной деформационного упрочнения является образование дислокационных диполей при движении винтовых или смешанных дислокаций с порогами. После отрыва диполя от скользящей дислокации он остается в плоскости скольжения и препятствует перемещению других дислокаций, скользящих вслед за той, от которой он оторвался. Чем больше степень деформации, тем больше таких диполей и тем выше должно быть напряжение, необходимое для продолжения деформации.
...
Другая теория упрочнения полями близкодействующих напряжений, предложенная Кульман-Вильсдорф, базируется на образовании дислокационных сплетений. Эта теория учитывает экспериментальный факт частого образования при деформации ячеистой дислокационной структуры (см. рис, 27,г). По Кульман-Вильсдорф на стадии легкого скольжения происходит постепенное заполнение кристалла дислокациями,, которые распределяются неравномерно. К началу II стадии дислокации имеются уже во всех ранее свободных областях кристалла. Они образуют сплетения, внутри которых плотность дислокаций выше, чем в промежутках между ними. На стадии множественного скольжения плотность дислокаций продолжает расти, при этом расстояние между скоплениями уменьшается по мере деформации. Прогрессирующее упрочнение объясняется здесь уменьшением длины источников Франка — Рида: с повышением плотности дислокаций расстояние между ними уменьшается и, следовательно, становятся короче отрезки дислокаций, которые могут изгибаться, генерируя новые петли. Напряжение, необходимое для начала работы источника, обратно пропорционально его длине. Таким образом, для продолжения деформации требуется непрерывное повышение внешнего напряжения, особенно на II стадии. Уменьшение коэффициента деформационного упрочнения иа III стадии, как и в других теориях, объясняют интенсивным поперечным скольжением.
...
ругих напряжений примыкают теории, связывающие деформационное упрочнение с торможением дислокаций из-за образования па них порогов в результате взаимного пересечения. Как известно, дислокациям с порогами (ступеньками) скользить труднее, чем без порогов. Особенно это относится к винтовым дислокациям, пороги на которых имеют краевую ориентацию. При движении этих дислокаций образуются диполи, а также цепочки вакансий или межузельных атомов, которые затрудняют движение других дислокаций (теория Гилмаиа). Вклад порогов в торможение дислокаций, иа которых они образовались, можно оценить количественно:
...
На стадии множественного скольжения резко возрастает плотность дислокаций, число их пересечений и, как результат, число барьеров, мощность скоплений н сплетений, число порогов, т.е. тех факторов, которые способствуют увеличению коэффициента деформационного упрочнения.
...
Большинство теорий деформационного упрочнения посвящены анализу именно II стадии, где картина пластической деформации особенно сложна. Здесь действуют все возможные механизмы торможения, но главным, по-видимому, все-таки является образование скоплений, сплетений и упругое взаимодействие дислокаций у барьеров (в частности, Ломер — Коттрелла), в результате чего запираются дислокационные источники, и продолжение деформации требует значительного прироста внешнего напряжения.
...
При напряжениях, достаточных для начала массового поперечного скольжения дислокаций, начинается III
...
Все теории деформационного упрочнения дают качест венно аналогичную зависимость напряжения, необходимого для продолжения пластической деформации (напряжение течения), от плотности дислокаций:
...
Таким образом, характер изменения плотности дислокаций по мере деформации в значительной мере определяет вид кривой деформационного упрочнения. Действительно, относительно небольшому (на 1
...
ственное усиление деформационного упрочнения. На III стадии плотность дислокаций увеличивается уже в меньшей степени (обычно в пределах одного порядка) и деформационное упрочнение здесь не так ярко выражено, как на II стадии.
...
Приведенный анализ деформационного упрочнения благоприятно ориентированного г. ц. к. монокристалла и изложенные в предыдущем разделе сведения о пластической деформации моно- и поликристаллов с разными решетками и ориентировкой позволят нам теперь без труда разобраться в любых кривых упрочнения.
...
На рис. 33 сопоставляются кривые деформационного упрочнения благоприятно и произвольно ориентированных монокристаллов. Видно, что ориентировка монокристалла су* щественно сказывается на деформационных кривых. При произвольной ориентировке сокращается или совсем исчезает стадия jie-гкого скольжения, уве^н^нз£ется_ коэФ Фици-еит упрочнения на I иТГстадиях, растет уровень напряжений течения.Все эти различия макс^а^шш при сравнении «мягкой» и «твердой» ориентировок (см. рис. 32). «Мягкие» ориентировки, соответствующие центральной области на рис. 32, находятся далеко от сторон стандартного стереографического треугольника, особенно от стороны [001] —
...
ми пластическая деформация начинается (и продолжается) при минимальных напряжениях из-за благоприятной ориентировки первичной системы скольжения. По этой же причине у них наблюдается длинная I стадия деформации.
...
«Твердые» ориентировки располагаются вблизи или на границах стереографического треугольника, где две и более систем скольжения имеют близкие приведенные напряжения сдвига. Поэтому естественно, что на кривых деформационного упрочнения монокристаллов с такими ориентировками мы видим укороченную стадию легкого скольжения и более сильный прирост напряжения с деформацией^ Это иллюстрирует иа примере кристалла меди рис. 33,а. Здесь все кривые выходят из одной точки, поскольку по ординате отложено приведенное напряжение сдвига. Если бы по вертикальной оси диаграммы было отложено ие приведенное (внешнее) касательное напряжение, то «твердым» ориентировкам соответствовали бы более высокие значения напряжения течения от начала и до конца пластической деформации (см. рис. 33,6).
...
На III стадии разница в коэффициентах упрочнения нивелируется, поскольку к концу стадии множественного скольжения возникает дислокационная структура, уже мало зависящая от исходной ориентировки кристалла.
...
При произвольной ориентировке г. п. монокристаллов, в которых идет преимущественно базисное скольжение, кривая деформационного упрочнения меняется качественно так же, как и при переходе от благоприятной к произвольной ориентировке монокристаллов с г. ц. к. решеткой (см. рис. 34). Но в гексагональных металлах (особенно с с/а^-
...
^ 1,633) ориентационная зависимость и напряжения течения, и всей кривой деформации гораздо сильнее, чем в г. ц. к. металлах. На рис. 35 видно как сильно меняется напряжение начала пластической деформации чистого циика путем базисного скольжения в зависимости от ориентаци-онного фактора (ср. с рис. 32 для меди). Цр^неблагопри-ядтой ориентировке базисной плоскости (например, когда-
...
Рис. 34. Кривые деформационного упрочнения монокристаллов кадмия (с/а = 1,886) благоприятной (/) и произвольной ориентировок (2)
...
Рис. 35. Ориентационная завнси- ^ мость напряжения начала
...
г. п. монокристаллов установлены еще ие так надежно, как в случае г. ц. к, металлов. Это относится в первую очередь к металлам с малым отношением с/а.
...
В соответствии с особенностями пластической деформации о. ц. к. металлов I и II стадии на кривой деформационного упрощен Hji^jiiolic^
...

Газовая сварка и резка металлов
Специальные стали
Трансформаторы для электродуговой сварки
Механические свойства металлов
Сварочный аппарат своими руками
Сварка на контактных машинах
Краткий справочник технолога-термиста

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Механические свойства металлов