На главную

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

Статья по теме: Упрочнение материала

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

Скачать полный текст

Кроме обработанного силановыми аппретами волокна, обеспечивающего значительное упрочнение материала, для изготовления композитов пригодно довольно -большое количество порошковых наполнителей, которые, однако, не обеспечивают эффективного упрочнения пластиков. Более того, применение таких наполнителей обычно приводит к ухудшению физических свойств матричного ;ма-териала, а часто —• и к увеличению влагопоглощения. Основная цель введения максимального количества недорогого наполнителя состоит в удешевлении композита. Все большее распространение находит точка зрения, согласно которой между многими наполнителями и полимерами существует взаимодействие, особенно если полимеры содержат активные функциональные группы. Суммарный эффект такого взаимодействия проявляется в изменении температуры стеклования, модуля упругости и твердости композита. Известно, что такие наполнители, как волластонит и глины, обычно добавляются к термореактивным композитам, армированным стекловолокном. Другой, не менее важной областью их применения является упрочнение термопластов и эластомеров. Многие исследовательские лаборатории сосредоточили свое внимание именно на разра;ботке композитов, а не на изучении отдельных полимеров или наполнителей. В табл. 29 приведен перечень фирм, выпускающих наполнители различных марок.[2, С.141]

Упрочнение материала у вершины трещины. В процессе циклического деформирования материалов происходят заметные изменения их механических свойств. На первой стадии[6, С.33]

Если предположить, что упрочнение материала вызвано изменением коэффициента трения, то согласно критерию Прандтля пластическое разрыхление может быть выражено в виде (1.48), где А т — работа, совершаемая при пластических деформациях максимальными касательными напряжениями; Ап — работа, совершаемая нормальными напряжениями; К ^ 10 (EIK — теоретическое сопротивление разрыву межатомных связей). Данное предположение позволило авторам описать разрыхление в виде (1.49), где А — работа.[20, С.17]

Если при термической обработке измельчаются частицы цементита, то вокруг них кристаллическая решетка искажается. Возникающее при этом упрочнение материала объясняют появлением дополнительных препятствий мереметдению дислокаций. Чем больше углерода в стали, тем больше 'ее твердость. Однако прочность стали с увеличением углерода возрастает лишь до 0,8% С. При (большем содержании углерода по границам бывшего зерна аустенита выделяется так называемый вторичный 'цементит, образующий при содержании в стали углерода более 1,2—1,3% сплошной каркас. Будучи хрупким, юн быстрее разрушается при растяжении.[5, С.109]

Изучение внутреннего трения, проведенное на монокристаллах меди [7, 71, 76—78] после облучения нейтронами или электронами, определенно показывает, что излучение вызывает упрочнение материала. Уменьшение внутреннего трения, как полагают, является следствием закрепления дислокаций под действием излучения. Барнес [8] считает, что поскольку уменьшение внутреннего трения одинаково после облучения нейтронами или у-излучением, а также после закалки, то определяющим фактором являются вакансии.[3, С.267]

Анализ результатов, полученных вря испытании предварительно деформированного материала, показывает, что однократное и циклическое растяжения в осевом направлении вызывают упрочнение материала вря равномерном двухосном растяжения я разупрочнение в области поперечного растяжения и чистого сдвига, воледотвие чего материал становится анизотропным. Циклическая тренировка оказывает более сильное влияние на сопротивление пластическим деформациям сталей, чем однократное натру же нив ври /?/= <*/• Обобщенные кривые предварительно деформированных матвриадов, построенные в координатах интенсивность напряжений - интенсивность деформаций, не совпадают (рио.39,б{ 40,6). Предварительное нагрукенив оказывает существенное влияние на плаотичноот* сталей.[7, С.52]

Отличительной особенностью дислокационного подхода является принципиальная невозможность допущения об идеально пластичном теле, поскольку дислокации как носители деформации нельзя рассматривать в отрыве от их полей упругих напряжений. В результате получается, что дислокации обеспечивают деформацию, а их упругие поля — упрочнение материала, т. е. деформация и упрочнение являются в дислокационном подходе неразрывными понятиями.[1, С.7]

Исследуемый материал при температурах 600 и 650° С оказывается чувствительным к форме цикла нагрева и времени деформирования. На рис. 2.5.3, а в качестве примера приведено изменение ширины петель гистерезиса при постоянной температуре 600° С и неизотермическом деформировании по режиму I в интервале температур 600 j± 125° С. Отмечается менее интенсивное циклическое упрочнение материала при переменных температурах. Аналогично и с повышением частоты нагружения упрочнение уменьшается, что говорит о влиянии длительности деформирования при высоких температурах.[4, С.120]

При трении число воздействий индентора пропорционально суммарной деформации, поэтому изменение ширины дифракционных линий от числа воздействий индентора можно представить в координатах В1/г — га1/2 (рис. 46). Как и в условиях объемной малоцикловой усталости, при трении изменение ширины дифракционных линий носит трехстадийный характер. Участок АВ характеризует пластическую стадию процесса. На этой стадии происходит упрочнение материала, интенсивный рост микронапряжений и дробление блоков, в результате чего ширина линии (220) a-Fe увеличивается. Участок ВС — стадия пластически-деструкционная, вовремя которой возможно нарушение сплошности в отдельных микрообъемах, что замедляет рост ширины линии. Стадия CD — полностью деструкционная. На этой стадии в результате образования микротрещин происходит релаксация микронапряжений, уменьшение плотности дислокаций, а соответственно и ширины линии. В дальнейшем процесс упрочнения и разрушения периодически повторяется, однако чисто пластическая компонента (участок D Е} выражена уже не так сильно, как на начальном этапе деформирования, процесс развивается уже в наклепанном слое. Таким образом, и при трении, и при объемном циклическом деформирования наблюдается общий, трехстадийный характер изменения материала в процессе разрушения, однако в первом случае стадия образования магистральной трещины отсутствует. Это обусловлено тем, что при трении изменение и разрушение локализуются в тонком поверхностном слое, в микрообъемах, которые подвергаются непрерывному воздействию со стороны контртела. При объемном циклическом деформировании внешнее воздействие прикладывается ко всему образцу в целом, в этом случае возможно развитие разрушения за счет локализации его в более слабом сечении.[9, С.68]

Измерения микротвердости различных зон образцов после нагружения, электрополирования и отпуска показали, что твердость зерен феррита, в которых не наблюдали следов пластической деформации в виде полос скольжения, практически не изменилась. В тех зернах, где были замечены полосы скольжения, обнаружено увеличение твердости примерно на 18 %. Твердость же феррита в области вершины усталостной трещины увеличилась на 24 %. Повторное приложение напряжений той же амплитуды (JV=107; oa=190 МПа) к образцу, отпущенному после первичного нагружения (300 °С, 30 мин в вакууме) вызвало дальнейшее увеличение твердости феррита в области вершины усталостной трещины. Вместе с тем повторное нагружение термически необработанного образца не привело к увеличению микротвердости феррита. Таким образом, было показано, что причиной остановки развития усталостной трещины в данном случае является упрочнение материала в зоне ее вершины.[6, С.34]

Если предположить, что образование нераспространяющихся усталостных трещин, по какой бы причине оно не произошло, является следствием увеличения сопротивления развитию трещины с ее ростом от поверхности в глубь детали, то можно определить максимальное значение эффективного коэффициента концентрации напряжений, а по нему установить область существования нераспространяющихся трещин. Такой феноменологический подход к явлению нераспространяющихся усталостных трещин был развит в ранних теоретических работах М. Кава-мото и К. Кимуры, идея решения в которых основана на том, что большинство факторов, приводящих к остановке усталостной трещины на некоторой глубине от поверхности, можно интерпретировать как увеличение сопротивления распространению трещины с ростом ее в глубь материала. Например, уменьшение уровня напряжений с ростом усталостной трещины может вызвать ее остановку. Однако этот эффект может быть заменен эффектом упрочнения материала с увеличением глубины трещины, так как уменьшение уровня напряжений может быть расценено и как относительное увеличение сопротивления усталости. Тем же эффектом могут быть заменены и уменьшение теоретического коэффициента концентрации напряжений (например, при кручении), и увеличение жесткости напряженного состояния, сопровождающие рост трещины. Кроме того, деформационное упрочнение материала у вершины усталостной трещины с ее ростом создает условия для действительного увеличения сопротивления материала распространению трещины.[6, С.43]

... 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. Трефилов В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов, 1987, 248 с.
2. Браутман Л.N. Поверхности раздела в полимерных композитах Том 6, 1978, 296 с.
3. Быков В.Н. Влияние облучения на материалы и элементы электронных схем, 1967, 428 с.
4. Гусенков А.П. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении, 1979, 296 с.
5. Дорофеев А.Л. Индукционная структуроскопия, 1973, 178 с.
6. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины, 1982, 176 с.
7. Лебедев А.А. Влияние механической тренировки на ресурс прочности и пластичности конструкционных материалов, 1978, 68 с.
8. Лозинский М.Г. Практика тепловой микроскопии, 1976, 168 с.
9. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении, 1979, 120 с.
10. Материалы М.К. Механическая усталость металлов, 1983, 440 с.
11. Серенсен С.В. Исследования малоцикловой прочности при высоких температурах, 1975, 128 с.
12. Вуколов В.М. Детали из пластмасс в пневмогидравлических системах, 1974, 144 с.
13. Уайэтт Л.М. Материалы ядерных энергетических установок, 1979, 256 с.
14. Колбасников Н.Г. Теория обработки металлов давлением, , 311 с.
15. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
16. Симамура С.N. Углеродные волокна, 1987, 304 с.
17. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2001, 640 с.
18. Коллинз Д.N. Повреждение материалов в конструкциях, 1984, 624 с.
19. Комаров О.С. Технология конструкционных материалов, 2005, 560 с.
20. Романов А.Н. Разрушение при малоцикловом нагружении, 1988, 280 с.
21. Солонина О.П. Жаропрочные титановые сплавы, 1976, 448 с.
22. Хэйвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости, 1969, 504 с.
23. Эрдоган Ф.N. Вычислительные методы в механике разрушения, 1990, 391 с.
24. Малинин Н.Н. Ползучесть в обработке металлов (БР), 1986, 223 с.
25. Машков Ю.К. Трение и модифицирование материалов трибосистем, 2000, 280 с.
26. Арзамасов Б.Н. Материаловедение, 2002, 657 с.
27. Семенов Е.И. Ковка и штамповка Т.3, , 384 с.
28. Семенов Е.И. Ковка и штамповка Т.4, , 544 с.
29. Левин В.А. Избранные нелинейные задачи механики разрушения, 2004, 408 с.
30. Либовиц Г.N. Разрушение Том5 Расчет конструкций на хрупкую прочность, 1977, 464 с.
31. Нотт Ф.Д. Основы механики разрушения, 1978, 256 с.
32. Белый А.В. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев, 1991, 208 с.
33. Григорович В.К. Дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов, 1980, 305 с.
34. Гудков А.А. Трещиностойкость стали, 1989, 377 с.
35. Гусев А.И. Нанокристаллические материалы, 2000, 224 с.
36. Друянов Б.А. Прикладная теория пластичности пористых тел, 1989, 168 с.
37. Лютцау В.Г. Структурные факторы малоциклового разрушения металлов, 1977, 144 с.
38. Розенберг А.М. Качество поверхности, обработанной деформирующим протягиванием, 1977, 188 с.
39. Рыбакова Л.М. Структура и износостойкость металла, 1982, 215 с.

На главную