На главную

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

Статья по теме: Структурой материала

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

Скачать полный текст

При ассиметричном нагружении характер прохождения трещины в сильной степени определяется структурой материала,, в первую очередь величиной зерна. Так, при испытании никель-хромового деформируемого сплава ХН62ВМКЮ на повторный изгиб со статической подгрузкой при 900°С (сгта = 0,20 ГН/м2, cra = 0,21-f-0,25 ГН/м2) в мелкозернистом сплаве (зерно в среднем 0,2 мм) было преимущественно межзеренное разрушение, в крупнозернистом сплаве (зерно 0,5 мм) излом наполовину со-[5, С.143]

При ЗР, так же как и в большинстве других случаев разрушения, характер трещин (внутризеренный или межзеренный) в весьма существенной степени определяется классом и структурой материала. Так, алюминиевые сплавы замедленно разрушаются, как правило, по границам зерен (то же наблюдалось в литейных магниевых сплавах); стали—-часто по телу зерен или границам субзерен; в титановых сплавах наблюдалось приграничное [20] и внутризеренное развитие трещин ЗР. В титановых альфа-и псевдоальфа-сплавах (ОТ4-0, ВТ 1-0) при повышенном содержании водорода ЗР происходит по телу зерен с[5, С.57]

На основании общих физических представлений о поведении материала под нагрузкой его сопротивление деформированию определяется мгновенными условиями нагружения (температурой, скоростью деформации и другими ее производными в момент регистрации), а также структурой материала, сформированной в процессе предшествующего деформирования, который в га-мерном пространстве характеризуется траекторией точки, проекции радиуса-вектора которой —• составляющие тензора напряжений (или деформаций) и время (начальная температура является параметром, характеризующим исходное состояние материала, и изменяется в соответствии с адиабатическим характером процесса деформирования). Специфической особенностью процессов импульсного нагружения является сложный характер нагружения (составляющие тензора напряжений меняются непропорционально единому параметру) и влияние времени. Невозможность экспериментального исследования материала при различных процессах нагружения (траекториях точки указанного выше я-мерного пространства) вынуждает исследователей использовать упрощенные модели механического поведения материала. Это обусловило развитие исследований по разработке теорий пластичности, учитывающих температурно-временные эффекты [49, 213, 218] наряду с изучением физических процессов скоростной пластической деформации [5, 82, 175, 309]. Так, для первоначально изотропного материала исходя из гипотезы изотропного упрочнения связь тензоров напряжений и деформаций полностью определяется связью их инвариантов соответственно Si, 22, 2з и /i, /2, /з- С учетом упругого характера связи средних напряжений и объемной деформации для металлических материалов (а следовательно, независимость от истории нагружения первых инвариантов тензоров напряжений и деформаций Si, /i) процесс нагружения определяется связью четырех оставшихся инвариантов и величины среднего давления. В классической теории пластичности[7, С.11]

При расчете девяти компонент тензора податливости по методике, приведенной в работах [44, 69], характеристики слоя и прослойки принимаются заданными. Согласно рассматриваемой модели эти характеристики определяются свойствами компонентов и геометрической структурой материала. В частном случае из соотношений для данной модели вычисляют упругие характеристики среды, армированной изотропными слоями. При этом Цз =0, at = «2 =[2, С.133]

Измерение микротвердости и микроструктуры в-.деформированном поверхностном слое образца показало резкую неравномерность ее распределения и различную степень пластической деформации. Формирование структуры рабочего слоя в процессе удара определяется исходной структурой материала, продолжительностью времени контакта, контактной температурой, скоростью приложения нагрузки. При о = 3,2 м/с и \F=8,2 Дж максимальная микротвердость на поверхности удара составляет 12000 МПа, минимальная — 4200 МПа. Измерение микротвердости по поверхности и по глубине образца после удара показало, что распределение микротвердости в зоне удара неравномерное. Неравномерно распределяется и температурное поле. Динамический характер пластического деформирования, во время которого теплообмен в зоне контакта практически отсутствует, вызывает на пятнах фактической площади контакта мгновенные скачки температуры, т. е. температурные вспышки, величина которых при тяжелых режимах намного превышает среднюю температуру. Несмотря на то, что глубина действия температурных вспышек при ударе локализуется в слое толщиной несколько микрометров, они способствуют структурным превращениям и изменению микротвердости. В некоторых случаях удалось наблюдать полоски вторичной закалки. Их микротвердость составила 12880 МПа. Микротвердость подстилающего слоя на расстоянии 0,ОГмм от поверхности меньше микротвердости металлической основы и составляет 3300 МПа, что соответствует приблизительно температуре 400—500° С. Следовательно, при единичном ударе в зоне контакта в отдельных микрообъемах возникают температурные скачки, упрочняющие эти 7частки. Под ними и вблизи них находятся участки, микротвердость которых ниже исходной, а температура достигает лишь температуры "отпуска. Наблюдаемые температурные изменения связаны с изменениями структуры и прочностных свойств соударяющихся материалов.[4, С.146]

Электронная микрофрактография в основном применяется при изучении связи характера и кинетики разрушения со структурой материала, выявлении роли отдельных микродефектов или структурных составляющих материала в процессе разрушения, а также для установления характера разрушения при трудно расшифровываемом макро- и микростроении излома.[5, С.188]

Поскольку для металлических материалов сопротивление определяется мгновенными условиями нагружения (скоростью пластического деформирования) и мгновенной структурой материала в момент регистрации напряжений, влияние истории нагружения связано с изменением структуры материала в зависимости от процесса предшествующего нагружения. В связи с этим интегральные наследственные уравнения можно рассматривать как удобный метод аппроксимации экспериментальных данных путем выбора параметров ядра (чаще всего используются ядра типа Абеля или дробно-экспоненциальные функции), •обеспечивающих удовлетворительное соответствие экспериментальным данным. Этим объясняется непригодность таких уравнений для описания процессов деформирования с резким изменением скорости, которые дают наиболее рельефное проявление Б экспериментальных исследованиях чувствительности материала к истории предшествующего нагружения [50].[7, С.48]

В работе [254] указывается, что построение теории деформационного упрочнения металлов требует теоретического и экспериментального определения двух структурных параметров, имеющих размерность длины. Один из них, /, определяет связь между деформирующим напряжением и тонкой структурой материала. Обычно / = p~Va. •Согласно [254], между безразмерными параметрами т/G и Ы1 существует линейная зависимость[3, С.104]

В работе [254] указывается, что построение теории деформационного упрочнения металлов требует теоретического и экспериментального определения двух структурных параметров, имеющих размерность длины. Один из них, /, определяет связь между деформирующим напряжением и тонкой структурой материала. Обычно / = р~1/а. •Согласно [254], между безразмерными параметрами т/G и Ы1 существует линейная зависимость[3, С.106]

Трещины от термоциклических нагрузок имеют как межзе-ренный, так и внутризеренный характер. Такое различие может быть даже при нагружении тела только повторными термоциклами. В данном случае характер разрушения определяется в первую очередь уровнем температур, суммарным временем выдержки при высокой температуре, а также структурой материала. Так, наблюдалось изменение характера разрушения при термоциклическом нагружении плоских образцов из сплава ХН70Ю при переходе от металла открытой выплавки к металлу, подвергнутому электрошлаковому переплаву, и при изменении температурного цикла. В «открытом» металле при циклировании 1000ч±200°С трещины целиком проходили по границам зерен, при циклировании 800=г*200°С частично по границам, частично по телу зерен; в электрошлаковом металле при обоих режимах испытания трещины распространялись преимущественно по телу зерен. В последнем случае наблюдалось повышение стойкости образцов.[5, С.163]

Теории, объясняющие высококоэрцитивное достояние, можно разделить на две группы. Первая, наиболее обширная и разработанная группа теоретических представлений, основана на анализе факторов, влияющих на смещение междоменной границы, согласно которым движение доменной границы определяет гистерезисные свойства магнитных материалов. Позднее эти представления были уточнены. На основе подробного анализа была показана связь между коэрцитивной силой и дислокационной структурой материала. Однако основным недостатком этих теорий является то, что они не дают количественного соответствия с экспериментом в случае высококоэрцитивного состояния сплава. Вторая группа теоретических представлений основана на анализе факторов, влияющих на процессы вращения спинов в малых сильно магнитных частицах, которые существуют как отдельные образования в порошковых материалах и как выделения в. гетерогенных сплавах.[1, С.204]

... 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. Дубинин Г.Н. Конструкционные, проводниковые и магнитные материалы (электроматериаловедение), 1973, 296 с.
2. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы, 1987, 224 с.
3. Трефилов В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов, 1987, 248 с.
4. Виноградов В.Н. Изнашивание при ударе, 1982, 192 с.
5. Гордеева Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов, 1978, 200 с.
6. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины, 1982, 176 с.
7. Степанов Г.В. Упруго-пластичное деформирование материалов под действием импульсных нагрузок, 1979, 268 с.
8. Фудзии Т.N. Механика разрушения композиционных материалов, 1982, 232 с.
9. Кудрявцев И.В. Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 5, 1969, 544 с.
10. Тарнопольский Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы. Справочник, 1987, 224 с.
11. Полежаев Ю.В. Тепловая защита, 1976, 392 с.
12. Сборник Н.Т. Пластмассы в машиностроении, 1964, 344 с.
13. Суровяк В.N. Применение пластмасс в машиностроении, 1965, 428 с.
14. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов, 2001, 288 с.
15. Колбасников Н.Г. Теория обработки металлов давлением, , 311 с.
16. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы Методы получения и свойства, 1998, 113 с.
17. Солнцев С.С. Разрушение стекла, 1978, 152 с.
18. Бернштейн М.Л. Металловедение и термическая обработка стали Т1, 1983, 352 с.
19. Манин В.Н. Физико-химическая стойкость полимерных металлов в условиях эксплуатации, 1980, 248 с.
20. Арзамасов Б.Н. Материаловедение, 2002, 657 с.
21. Белозеров Г.Л. Композитные оболочки при силовых и тепловых воздействиях, 2003, 388 с.
22. Попов В.А. Материалы в машиностроении Неметаллические материалы Справочник Том5, 1969, 544 с.
23. Гохфельд Д.А. Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении, 1996, 408 с.
24. Левин В.А. Избранные нелинейные задачи механики разрушения, 2004, 408 с.
25. Минаев В.С. Стеклообразные полупроводниковые сплавы, 1991, 407 с.
26. Гордеева Т.А. Анализ Изломов при оценке надежности материалов, 1978, 200 с.
27. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы, 2000, 224 с.
28. Любешкина Е.Г. Применение полимерной тары в народном хозяйстве, 1987, 64 с.
29. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.
30. Потапов А.И. Прочность и деформативность стеклопластиков, 1973, 146 с.
31. Скудра А.М. Прочность армированных пластиков, 1982, 216 с.
32. Солнцев С.С. Разрушение стекла, 1978, 153 с.
33. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов, 1987, 176 с.

На главную