На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Образования поверхности

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Рост зародышей возможен только при условии, если они достигли определенной величины, начиная с которой их рост ведет к уменьшению энергии Гиббса. В процессе кристаллизации энергия Гиббса системы (рис. 22, а), с одной стороны, уменьшается на VkGv вследствие перехода некоторого объема жидкого металла в твердый, а с другой стороны, возрастает в результате образования поверхности раздела с избыточной поверхностной энергией, равной 5а. Общее изменение энергии Гиббса можно определить из следующего выражения:[5, С.28]

Превращения в твердом состоянии протекают в результате образования зародышей новой фазы и последующего их роста. Фазовые превращения в твердом состоянии также должны отвечать основному термодинамическому условию — уменьшать энергию Гиббса всей системы. Однако при фазовых превращениях в твердом состоянии нужно учитывать кроме выигрыша в энергии Гиббса при образовании зародыша новой фазы AGV и увеличение энергии Гиббса за счет образования поверхности раздела между зародышем новой и исходной фаз AGnoB (см. с. 28), повышение свободной энергии системы за счет упругой деформации матрицы вблизи зародыша Лйдеф. В общем виде уравнение энергетического баланса при образовании новой фазы в матрице выглядит так:[5, С.46]

Задача заключается в подборе таких величин Sa и 8$, чтобы результат расчета по экспериментальным значениям ia,(t) и i$(t) дал лучшее согласие с I(t), определенным из эксперимента. Решение целесообразно искать методом наименьших квадратов с помощью вычислительной техники. Отношение Sa/S$ можно принять в качестве характеристики разрушения. Нашими расчетами для хрупкого разрушения сплава Zn + 22 % Al оно получено в пределах 0,38—0,26, а для сплава в пластичном состоянии 1,12—1,18. Следовательно, можно говорить, что хрупкое разрушение сплава Zn+22% Al происходит преимущественно по ji-фазе. В пластичном состоянии имеет место механизм деформации, обеспечивающий некоторое преимущество образования поверхности а-фазы.[3, С.35]

Анализ экспериментальных данных показал, что при образовании поверхности методом среза величина нормальных и касательных напряжений, действующих на металл, превышает предел текучести в 1,5—5 раз. При этом не только разрываются атомные связи в плоскости среза или в направлении сдвига слоя металла, но и происходит всесторонняя упруго-пластическая деформация. Поэтому вид, количество и размер поверхностных дефектов (величина выступов и впадин) после механической обработки зависят от соотношения пластической деформации tmax и напряжений хрупкости Отах. Специальными исследова-^ ниями было установлено, что если tmax>(Tmax, то более вероятна пластическая деформация, если сттах>Ттах, происходит хрупкое разрушение материала. Поэтому в зависимости от вида и режима механической обработки (точения, фрезерования, шлифования) схема напряженного состояния материала может быть различной и, следовательно, будут изменяться текстура деформированных слоев металла, вид, размер и характер макро- и микрогеометрии поверхности (рис. 78, 79). В соответствии с современными представлениями, механизм образования поверхности кристаллических тел методом среза имеет свои особенности. Энергия кристаллов, находящихся на поверхности, превышает энергию кристаллов в объеме. Дело в том, что под воздействием тангенциальных напряжений поверхностный слой сжимается, а глубинные слои оказывают ему сопротивление. Поскольку поверхностный слой очень тонкий, во многих случаях он не выдерживает и разрывается. Кроме того, на вновь образованной поверхности имеются некомпенсированные химические связи, компенсация которых идет за счет адсорбции, образования плен и др. Вот почему поверхность, образованная механической обработкой, всегда имеет повышенное количество субмикроскопических двумерных и точечных дефектов — вакансий^ дислокаций, примесных атомов, микротрещин и др. (рис. 80, а).[4, С.117]

Усилие поперечного зажима обязательно должно сниматься в момент образования поверхности раздела, чтобы отрезаемая заготовка могла отойти от прутка (для предотвращения трения торцов заготовки и прутка и образования дефектов).[11, С.174]

Таким образам, общее увеличение свободной энергия системы равно '/з работы образования поверхности раздела зародыша критического размера, и, следовательно,-только 2/з энергии, необходимой для образования зародыша, покрывается за счет энергии, выделяющейся при переходе из неустойчивого в устойчивое состояние. Недостающая часть поставляется за счет флуктуации.[6, С.172]

В штампах типов 1.11 и 1.12 устранен недостаток, присущий штампам типа 1.9. Поперечный зажим снимается после образования поверхности раздела, и заготовка может свободно отойти от прутка в осевом направлении, чем предотвращается трение и возникновение дефектов (задиров, пригаров) на торцах. Разница между типами 1.11 и 1.12 состоит в том, что в первом поперечный зажим постоянен в процессе отрезки и снимается мгновенно в момент образования поверхности среза, а во втором усилие поперечного зажима пропорционально усилию отрезки. Схема одной из конструкций штампов с поперечным зажимом прутка силой, пропорциональной усилию отрезки, приведена на рис. 17 (штамп с «дифференцированным» зажимом).[11, С.181]

Переходя к малым кристаллическим зародышам, Абрагам и Паунд прибавляют к этому значению еще свободную энергию образования поверхности Апу и задают теперь внутреннюю статистическую сумму кластера соотношением[12, С.75]

Пригары, наплывы, зарезы и задиры на торцах заготовки — дефекты, являющиеся результатом треиия волнистых поверхностей торцов прутка и заготовки; возникают, если заготовка не имеет возможности отойти от прутка сразу после образования поверхности среза.[11, С.169]

Работа образования зародышей газовых пузырьков критического размера определяется величиной поверхностного натяжения на границе жидкость — газ. Поэтому уменьшение поверхностного натяжения под воздействием различных добавок должно .способствовать уменьшению работы образования поверхности.[10, С.159]

Разрушение может быть двух видов, которые можно назвать «разделением» (repture) и «разрушением» (fracture). Разделение типично для высокопластичных материалов (обычно это металлы высокой чистоты), деформирование которых после достижения os приводит к 100%-ному сужению (рис. 2, а) без образования поверхности разрушения (для этих материалов другие виды деформации — изгиб, сжатие — не приводят к разделению образца на две половинки). Во всех других случаях сужение достигает какого-то значения, после чего образец разрушается с образованием поверхностей разрушения (рис. 2, б).[8, С.7]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1983, 360 с.
2. Дубинин Г.Н. Конструкционные, проводниковые и магнитные материалы (электроматериаловедение), 1973, 296 с.
3. Лозинский М.Г. Практика тепловой микроскопии, 1976, 168 с.
4. Цибрик А.Н. Основы структурно-геометрического упрочнения деталей, 1979, 180 с.
5. Лахтин Ю.М. Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений, 1990, 528 с.
6. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов, 1971, 496 с.
7. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1983, 360 с.
8. Лахтин Ю.М. Термическая обработка в машиностроении, 1980, 785 с.
9. Артингер И.N. Инструментальные стали и их термическая обработка Справочник, 1982, 312 с.
10. Неймарк В.Е. Модифицированный стальной слиток, 1977, 200 с.
11. Семенов Е.И. Ковка и штамповка Т.1, , 568 с.
12. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы, 1986, 369 с.
13. Петрунин И.Е. Металловедение пайки, 1976, 264 с.
14. Белый А.В. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев, 1991, 208 с.
15. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1984, 360 с.

На главную