Деформация увеличивается

Большое значение для окисления металлов при трении имеют те особенности процесса, которые зависят от состояния поверхности, структуры и свойств поверхностных слоев. При всех условиях внешнего трения в зоне контакта неизбежно наличие поля деформируемого металла. Эластическая деформация увеличивает скорость реакции окисления. Ускорение окисления, например, прокатанной меди можно объяснить образованием преимущественной ориентации слоя Си2О в соответствии с его текстурой.

Предварительная пластическая деформация увеличивает чувствительность стали к сульфидному растрескиванию. Деформированные образцы устойчивы к растрескиванию лишь после снижения твердости до HRc22.

Пластическая деформация увеличивает физико-химическую активность поверхностных слоев, от которой зависит строение и свойства граничных слоев, протекание явлений физической и химической адсорбции, возможность схватывания соприкасающихся металлов,

Пластическая деформация увеличивает количество несовершенств в металле поверхностного слоя. Макронеоднородность деформации в металле создает макронеоднородность в распределении дефектов в кристаллической решетке. Следует полагать, что и возникновение макронапряжений в процессе механической обработки связано с дефектами атомной решетки и прежде всего с дислокациями.

Известно, что реальные металлы являются структурно неоднородными, а пластическая деформация увеличивает неоднородность. Это вызывает повышение свободной энергии металла и приводит к его неустойчивому состоянию. Под влиянием этого в металле возникают такие процессы, которые стремятся перевести его в состояние с наименьшим запасом энергии.

При обработке стали в области температур Ас, деформация увеличивает диффузионную подвижность атомов и способствует перестройке структуры. Многократная деформация вызывает скольжение при каж-ком проходе преимущественно по новым плоскостям сдвига. В аустени-те пачки скольжения получаются более тонкими и благодаря множественности скольжения малой протяженности, вследствие чего субструктура и блоки измельчаются. В процессе деформации дефекты кристаллической решетки (дислокации) образуются в основном по границам пачек скольжения, а так как при увеличении числа проходов общая протяженность границ пачек скольжения увеличивается и они распределяются равномерно по всему объему деформированного металла, то и дефекты решетки (дислокации) распределяются более равномерно. Все это приводит к образованию тонкой блочной структуры и более равномерному распределению дефектов решетки (дислокаций) в аустените, подвергнутом высокой степени деформации. На базе тонкой структуры аустенита после закалки также получается более дисперсная структура с высокой плотностью дислокаций и их равномерным распределением. Этими изменениями тонкой структуры объясняется благоприятное влияние дробной деформации при больших степенях обжатия.

Пластическая деформация увеличивает скорость растворения углеродистых, сталей [105] в серной и соляной кислотах. Увеличение степени наклепа стали, создаваемого, например, кручением проволоки также приводит к возрастанию скорости коррозии.

Пластическая деформация оказывает существенное влияние на процесс старения, однако это влияние различно на разных стадиях процесса. Влияние деформации на кинетику образования зон Г—П должно быть достаточно сложным. С одной стороны, нет ясных доказательств того, что дислокации служат местами предпочтительного образования зон; с другой стороны, известно, что пластическая деформация увеличивает число избыточных вакансий, а это должно ускорять старение, но одновременно возрастает число стоков и, следовательно, скорость исчезновения вакансий. Это также должно увеличить скорость образования зон, но уменьшить общую степень распада. Начальная стадия образования скоплений слабо зависит от небольшой деформации закаленного сплава.

Пластическая деформация увеличивает удельное сопротивление на 2—6 % из-за искажения пространственной решетки кристаллов при наклепе. Увеличение концентрации вакансий и дислоцированных атомов также приводит к увеличению удельного сопротивления. При комнатной температуре прирост удельного сопротивления Ар за счет вакансий и дислоцированных атомов согласно [22] составляет на 1% (ат.) соответственно (1,0-M,5)-1Q-S и (0,5-7-1,0).10-5Ом-м.

Большое значение для окисления металлов при трении имеют те особенности процесса, которые зависят от состояния поверхности, структуры и свойств поверхностных слоев. При всех условиях внешнего трения в зоне контакта неизбежно наличие поля деформируемого металла. Эластическая деформация увеличивает скорость реакции окисления. Ускорение окисления, например, прокатанной меди можно объяснить образованием преимущественной ориентации слоя Ci^O в соответствии с его текстурой.

Феномен, при котором пластическая деформация увеличивает предел текучести направлении ее приложения и уменьшает его в противоположном направлении.

По данным Ю. М. Лахтина, В. Д. Кальнера и др., наоборот, предварительная холодная деформация увеличивает глубину насыщения углеродом при цементации 930—950° С. Л\аксимальная толщина цементованного слоя отмечена при степени деформации 25%. Дальнейшее увеличение степени деформации приводит к снижению толщины слоя, и при деформации 75% она становится близкой к толщине слоя недеформированных образцов. Методом микрорентгеноспектралыюго анализа показано увеличение концентрации углерода на поверхности деформированных образцов. Полученные результаты подтверждены микроструктурным оптическим и электронно-микроскопическим анализами и измерением твердости.

Воздушные провода линий электропередач, подверженные действию ветра, непрерывно находятся в состоянии вибрации, вызывающей в материале проводов переменные напряжения, что приводит к их изломам. Чтобы провода не ломались, их поверхность необходимо предохранять при монтаже. Конструкция зажимов проводов должна исключать трение и удары проводов об их край, а также резкие изменения направления провода внутри и при выходе его из зажима. При помощи демпфирующих устройств вибрация проводов должна быть максимально уменьшена. Провода нужно прокладывать' в местах, защищенных от ветра или влияния атмосферы. У изделий из алюминия, а также чистой меди, длительно нагруженных при обычной температуре даже ниже предела текучести, деформация увеличивается. Это явление носит название ползучести, или крипа. Механические и электрические свойства некоторых сплавов приведены в табл. 28.

зоне Г, или может охватывать и зону /". При этом надо учитывать, что в самой затрудненной зоне деформация увеличивается от центра к периферии, достигая в некоторой точке критических значений, что приводит при дальнейшей термической обработке к неравномерному росту зерен.

ние от первоначально линейного (упругого) характера кривой на диаграмме напряжение —деформация наблюдается уже при небольших уровнях нагружения. 'Снятие нагрузки приводит к значительным остаточным деформациям, достигающим 10—15% общей деформации. Отмечается [192], что для цикла нагружения до 100 кгс/см2 с последующей разгрузкой остаточная деформация увеличивается с ростом температуры графитации материала:

По показаниям индикаторов определяется величина упругой и остаточной деформации диафрагмы в результате действия на нее нагрузки. По величине упругой деформации судят о годности диафрагмы. Упругая деформация должна быть меньше указанной в чертеже. Однако при испытании, кроме упругой деформации, может появиться остаточная деформация, что является нежелательным. Если при повторном обжатии остаточная деформация увеличивается, это говорит ожалой жесткости диафрагмы. Следует заметить, что при первичном оожатии диафрагмы может появиться небольшая остаточная деформация, особенно в наборных диафрагмах, где соединения на заклепках не могут представлять собой большой жесткости. Однако наличие такой остаточной деформации, если она не превосходит 0,05 мм, не

С увеличением напряжения или температуры деформация увеличивается. На рис. 99 показаны кривые ползучести стали для различных напряжений. Температура испытания составляла 450° С.

При низкой температуре размеры металлических узлов и деталей постоянны во времени, однако при температурах, больших примерно половины значения температуры плавления материала, деформация увеличивается во времени даже при напряжениях ниже предела текучести. Эту временную зависимость деформации ползучести и разрушение, к которому она приводит, необходимо учитывать особенно для конструкций, работающих при высоких температурах. Существует три стадии ползучести [4]: затухающая ползучесть, при которой первоначально высокая скорость деформации быстро падает во времени; установившаяся

цикла нагружения деформация увеличивается от нуля до максимального значения в точке В и далее циклически меняется от точки В через С к D и опять к точке В, если свойства материала не меняются при циклическом нагружении. На рис. 11.10 точка В соответствует максимальной деформации цикла етах, а точка D — мини-

Очевидно, что в образцах или деталях машин с остроконечными вырезами даже при не очень больших нагрузках в вершинах вырезов могут возникать локальные напряжения, превышающие предел текучести материала. Локальная текучесть приводит к перераспределению напряжений, и теоретический коэффициент концентрации упругих напряжений уже нельзя использовать для точного определения отношения действующих напряжений к номинальным, поскольку отношение максимального действующего напряжения к номинальному меньше, чем в том случае, если бы материал оставался упругим. Это означает, что величина коэффициента концентрации напряжений вследствие пластического течения уменьшается, в то время как локальная деформация увеличивается по сравнению с величиной, предсказываемой по теории упругости.

Влияние продолжительности периода при т/р = 10 %показано на рис. 4.41, б. В этом случае отах = 200 МН/м2, cmln = 140 МН/ма. По мере уменьшения периода р деформация увеличивается. Из этих результатов следует, что хотя амплитуда напряжения сг^ах—°min He особенно велика, но, если периодически (т/р я# 10 %) прикладывать сверхвысокое циклическое напряжение, то эффект увеличения скорости переходной деформации сразу же после нагружения велик.

Определяют перечисленные выше характеристики таким же образом, что и при испытаниях на растяжение при комнатной температуре. О поведении деталей при повышенных температурах нельзя судить только по результатам кратковременных испытаний, так как с течением времени деформация увеличивается под действием постоянной нагрузки (явление ползучести материалов). Тем не менее предел текучести, определяемый при повышенных температурах, может служить основой для сравнительной оценки материалов, а в некоторых случаях (при сравнительно небольшом сроке службы деталей) и расчетной характеристикой.

Величина деформации, которую удобно характеризовать изменением длины образцов (/ — 100 мм, d = 10 мм), зависит от содержания углерода в мартенсите и количества остаточного аустеиита. Эта деформация увеличивается при повышении содержания углерода в мартенсите вследствие возрастания его удельного объема и уменьшается вследствие присутствия в структуре остаточного аустенита, имеющего меньший удельный объем, чем мартенсит или перлит.

Продолжительность нагрева до температуры испытания должна быть не более 1 ч, время выдержки 20—30 мин. Отклонения от заданной температуры испытания не должны превышать: при нагреве до 600° С—i:a° С. от 600 до 900° С — :?4'' С, ог900 до 1200° С — 3:6° С. Скорость перемещения подвижного захвата при испытании должна составлять 0,04—0,1 от расчетной длины образца за Гмин. Определяют перечисленные выше характеристики таким же образом, что и при испы-таниях на растяжение при комнатной температуре (см. с. 14—15). Оповещении деталей при повышенных температурах нельзя судить только по результатам кратковременных испытаний, так как с течением времени деформация увеличивается под действием постоянной нагрузки (явление ползучести материалов). Тем не менее предел текучести, определяемый при повьшденных температурах, может служить основой для сравнительной оценки материалов, а в некоторых случаях (при сравнительно небольшом сроке службы деталей) и расчетной характеристикой.