Деформации образование

где фд — количество теплоты, выделяемой при упругопластической деформации обрабатываемого материала, Дж; Q,,, „ — количество теплоты, выделяемой при трении стружки о переднюю поверхность инструмента, Дж; Q3. „ — количество теплоты, выделяемой при трении задних поверхностей инструмента о заготовку, Дж; Qc — количество теплоты, отводимой стружкой, Дж; Q3ar. — количество теплоты, отводимой заготовкой, Дж; QH — количество теплоты, отводимой режущим инструментом, Дж; Q.4 — количество теплоты, отводимой в окружающую среду (теплота лучеиспускания), Дж.

Прессование. Основной операцией процесса изготовления композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением является прессование. Именно в процессе этой операции происходит соединение отдельных элементов предварительных заготовок в компактный материал (формирование изделий). В отличие от прессования как метода обработки давлением металлов и сплавов, заключающегося в выдавливании металла из замкнутой полости через отверстие в матрице и связанного с большими степенями деформации обрабатываемого материала, данный процесс по своему существу ближе к процессу прессования порошковых материалов, применяемому в порошковой металлургии. Прессование заготовок композиционных материалов в большинстве случаев осуществляется в замкнутом объеме (в пресс-формах, состоящих из матрицы и двух пуансов типа пресс-форм, применяемых для получения изделий из металлических порошков) и с незначительной пластической деформацией материала матрицы, необходимой только для заполнения пространства между волокнами упрочнителя и максимального уплотнения самой матрицы. При этом, как и в процессе горячего прессования порошков, наряду с пластической деформацией матрицы, на границе раздела 126

или менее одинаковых по размерам макроотклонений, образующихся в результате вибраций в процессе резания. Под микронеровностями подразумеваются следы обработки, образующиеся в процессе резания за счет формы режущего инстру- Т мента, деформации обрабатываемого материала и условий резания.

Отклонения (погрешности) формы и расположения поверхностей возникают в процессе обработки из-за неточности и деформации станка, инструмента и приспособления; деформации обрабатываемого изделия; неравномерности припуска на обработку; неоднородности материала заготовки и т. п. Эти отклонения отрицательно влияют на износостойкость изделий вследствие повышенного удельного давления на выступах поверхности; на прочность неподвижных посадок из-за неравномерности натяга;

Эти первые две группы (особенно первая) весьма выгодны, так как при обработке такими методами допустима почти неограниченная степень деформации обрабатываемого металла и возможна значительная пластическая деформация даже малопластичных и хрупких сортов стали и цветных металлов (нихромы, магниевые сплавы и т. д).

Следует, однако, учитывать, что методы обработки, входящие в I и II группы, требуют применения машин-орудий большой мощности, так как сопротивление деформации обрабатываемого металла при таких напряжённых состояниях сильно возрастает.

При повышении скорости деформации нарастают скольжение и упрочнение, а скорость возврата и рекристаллизация могут оказаться недостаточными, чтобы прошло разупрочнение деформируемого металла, вследствие чего понижается пластичность и повышается сопротивление деформации обрабатываемого металла.

последнем обжиме—больше или меньше критической степени деформации обрабатываемого металла при данной температуре для предупреждения роста зерна. Для стали е х 0,05

Образование неровностей вследствие геометрических причин объясняют как копирование на обрабатываемой поверхности траектории движения и формы режущих лезвий и зерен. Форма и взаимное расположение неровностей в виде обработочных рисок определяются формой и состоянием режущих лезвий и теми элементами режима резания, которые влияют на изменение траектории режущих лезвий относительно обрабатываемой поверхности. В различных условиях обработки пластические и упругие деформации обрабатываемого материала и вибрации искажают геометрически правильную форму неровностей, нарушают их закономерное распределение на поверхности и в значительной мере увеличивают их высоту. В ряде случаев пластическое деформирование и вибрации вызывают продольную шероховатость, достигающую значительных размеров, и увеличивают поперечную шероховатость.

Скорость шлифовального круга выбирают в зависимости от вида шлифования (обычное или скоростное) и возможностей станка. Скорость подачи заготовок совпадает с продольным перемещением стола, на котором их закрепляют. Увеличение скорости подачи заготовки приводит к увеличению производительности обработки, поэтому выбирают высокие скорости подачи заготовки, особенно при предварительных операциях и снятии больших припусков. Повышение скорости подачи заготовки приводит к уменьшению нагрева и деформации обрабатываемого изделия. На чистовых операциях снижают скорость подачи заготовки.

Вследствие пластической деформации обрабатываемого тела резко возрастает плотность контакта поверхностей (рис. 9). В большинстве случаев при обработке давлением можно принимать, что контурная площадь касания равна номинальной площади. Также значительно возрастает фактическая площадь касания, хотя она, как правило, не достигает размеров номинальной площади, т. е. абсолютный контакт поверхностей отсутствует.

На диаграмме имеют место характерные участки: О А — участок пропорциональности, АВ — участок текучести, ЕС — участок упрочнения, CD — участок местной пластической деформации (образование сужения)

Исследование структуры деформированного при разных температурах сплава Fe — 3,2 % Si (рис. 3.26) методом избирательного травления декорированных дислокаций на образцах, деформация которых была остановлена в средней части линейной стадии упрочнения, показало [339], что деформация локализована в полосах скольжения. Причем на этой стадии упрочнения в каждом зерне обычно действуют 2—3 системы скольжения и лишь в районе стыков зерен иногда подключаются дополнительные системы. Авторы [62] наблюдали в ванадии в исследуемом интервале низкотемпературной деформации образование плоских скоплений дислокаций.

Растяжение образца при 300° С приводит к интенсивной миграции границ зерен и сдвигу по границам (при еср= 1,0—1,5%), что характеризует увеличение вклада границ зерен в общую деформацию. При малых степенях деформации образование видимых полос скольжения не наблюдается. Увеличение степени деформации до 5% приводит к появлению в зернах алюминия как прямолинейных следов скольжения, направленных под углом 45° к оси образца, так и волнистых следов, перпендикулярных растягивающей нагрузке. Дальнейшее деформирование (до 12% и более) приводит к развитию множественного скольжения и к росту ширины волнистых линий скольжения. При пересечении одной системы скольжения с другой на линиях скольжения образуются ступеньки. Кроме этого, при 300° С интенсивно протекает фрагментация (рис. 2, б), границы зерен все еще являются эффективными барьерами для следов скольжения. Интенсивное развитие поперечного и множественного скольжения, усиление миграции границ, фрагментация, по-видимому, и являются факторами, повышающими пластичность (б) при 300° С. В отличие от 300° С для 400° С (температура провала пластичности) характерно развитие очень широких следов скольжения, причем с ростом еср их плотность увеличивается мало, зато растут величина сдвига и ширина полос скольжения, появившихся на ранних стадиях деформации (рис. 2, в). Развитие получают также процессы проскальзывания зерен по взаимным границам, причем миграция последних идет очень вяло. По-видимому, локализация деформации в полосах скольжения и на границах зерен и приводит к понижению пластичности. При 500° С уже на ранних ста-

Образцы с различным поперечным сечением испытывались на малоцикловую усталость. Форма образцов была подобрана так, чтобы отделить области максимального напряжения и деформации от областей максимальных градиентов напряжения и деформации. Образование трещин начинается вблизи этих двух почти совпадающих зон. На основании исследования делается вывод, что наиболее вероятной областью образования трещин является область с максимальным градиентом деформации. Данные исследования позволяют считать, что именно в этой, области наблюдается наибольшая плотность дефектов в кристалле. ,

- В результате контакта двух поверхностей образуются локализованные места схватывания, в которых происходит физическое, а затем и химическое взаимодействие двух поверхностей. Материал в этих местах подвергается пластической деформации. Образование и разрушение мест схватывания приводит к многократному переносу частиц материала с одной поверхности на другую, и в конце концов такие частицы при износе сильно окисляются. По-видимому, фреттинг реализуется по этому механизму. Можно предположить, что в процессе фреттинг а материал внутри зон схватывания постоянно подвержен реверсивному срезу. На дшифах, взятых по месту зон фреттинга, наблюдается неупорядоченная структура материала у поверхности контакта, а также присутствие оксидов. До настоящего времени полкой теории фреттинг-коррозии металлов не существует.

•показателем диссипативных свойств материала при самоподобном разрушении является фрактальная размерность, учитывающая вклад в диссипацию энергии двух основных механизмов: пластической деформации - образование зоны I скопления дислокаций и образования несплош-ностей, т. е. аморфной зоны 11 переходного слоя вблизи вершины трещины.

В режиме ИП износ может быть снижен до нуля, а коэффициент трения до жидкостного. Причины, обусловливающие малые износ и коэффициент трения при ИП следующие: снижение удельного давления на фактической площади контакта в результате растворения микронеровностей и образования тонкой пластичной металлической пленки; компенсация деформации и снижение сопротивления сдвигу поверхностного слоя в результате аннигиляции дислокаций в пленке и усиленного избирательным растворением действия эффекта Ребиндера-возвращение частиц износа или ионов металла в зону контакта и наращивание пленки на контакте вследствие образования электрокинетических потенциалов в дисперсной среде, что при наличии двойного электрического слоя обусловливает электрофоретическое движение частиц к фрикционному контакту, а также направленную миграцию ионов и частиц; предотвращение окисления металла вследствие образования прочного адсорбционного слоя ПАВ, обеспечивающего большую пластичность металлической защитной пленки и ее стойкость к охрупчива-нию при деформации; образование защитной полимерной пленки, снижающей контактное давление и создающей дополнительные плоскости скольжения с малым сопротивлением.

Наибольшее влияние на горячую пластичность оказывает химический состав стали, определяющий ее свойства и фазовый состав при деформации. Образование избыточных фаз различного состава, находящихся в металле в виде включений, прослоек и пленок, существенно затрудняет протекание процесса пластической деформации. В этой связи влияет и ликвация химического, а следовательно, и фазового состава металла в слитке.

Причиной выкрашивания валков могут быть мелкие риски и неровности на их поверхности. Мелкие риски часто возникают на поверхности или в приповерхностном слое валка в результате изменений внутренней структуры, вызванных напряжениями в процессе прокатки. Риски, а также шлифовочные трещины в направлении, перпендикулярном к направлению шлифования, иногда возникают в результате сильного местного нагрева, что приводит к локальной пластической деформации. Образование локальных рисок может 62

Наиболее опасной примесью в никеле является сера. Ее растворимость при комнатной температуре равна всего 0,005%. При более высоком содержании серы на границах зерен выделяется сульфид №382. Он образует с никелем эвтектику, плавящуюся при 645° С и вызывающую при сварке и горячей деформации образование трещин по границам зерен. Наличие сульфида Ni3S2 снижает также пластичность сплавов при комнатной температуре.

Деформация, возникающая до начала локализации деформации (образование шейки); деформация при максимальной нагрузке в испытаниях на растяжение.

Как показывают исследования, резкое увеличение гидроэрозии проявляется в самом начале приложения нагрузки к образцу даже при относительно малых нагрузках и определяется механическими свойствами сплава. При дальнейшем увеличении нагрузки на этот же испытуемый образец рост интенсивности гидроэрозии почти приостанавливается или происходит очень медленно (рис. 45, кривая /). При раздельном нагружении и испытании каждого образца в течение определенного времени наблюдается постоянное увеличение интенсивности эрозии с ростом растягивающей нагрузки (рис. 45, кривая 2). Такая закономерность гидроэрозии образцов при испытании под нагрузкой указывает на то, что создаваемое поле напряжений увеличивает интенсивность гидроэрозии главным образом в начальный период струеударного воздействия. Развитие пластической деформации, образование трещин и очагов разрушения приводит к разупрочнению поверхностного слоя и падению в нем напряжений от приложенной нагрузки. Сильно разупрочненный слой принимает на себя основное участие в интенсивном разрушении металла при струеударном воздействии. Более глубокие слои, в которых концентрируются напряжения от внешней нагрузки в период тотального развития гидроэрозии, участвуют в разрушении металла не в полной мере, так как они изолированы деформированным слоем.