Деформации пластичности

Значит, сверхпластичность может наблюдаться тогда, когда в процессе деформации пластичность металла не уменьшается2 и не образуется локальной деформации (шейки).

При горячей деформации пластичность металла выше, чем при холодной деформации. Поэтому горячую деформацию целесообразно применять при обработке труднодеформируемых, малопластичных металлов и сплавов, а также заготовок из литого металла (слитков). В то же время при горячей деформации окисление заготовки более

Прочность металлов в среднем на два порядка меньше теоретической прочности бездефектного кристалла сттеор (сгтеор « 0,1-Е). Такое различие обусловлено тем, что термодинамически вероятно наличие в металле достаточно высокой плотности дефектов кристаллического строения еще до деформации. Пластичность - как свойство подвергаться остаточному формоизменению - реализуется при деформации путем скольжения (трансляционного и зернограничного) и двойникования структурных элементов. Причем процесс скольжения не является результатом одновременного смещения атомов соседей. Процесс скольжения осуществляется путем последовательного смещения отдельных групп атомов в областях с искаженной решеткой. Нарушение кристаллической ре-шетЬси означает, что их атомы выведены из положения минимума потенциальной энергии. Поэтому для их смещения требуется меньше энергии и напряжения. Наиболее распространенными дефектами кристаллической решетки являются линейные дефекты - дислокации (винтовые и краевые). Под действием приложенных напряжений про-

Наклеп поликристаллического металла. С увеличением степени холодной (ниже 0,15—0,2 Тпл) деформации 2 свойства, характеризующие сопротивление деформации (а„, а0)2, НВ и др.) повышаются, а способность к пластической деформации — пластичность (ф и б) уменьшается (рис. 31). Это явление получило название наклепа.

Упрочнение металла в процессе пластической деформации (наклеп) объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, межузельных атомов). Повышение плотности дефектов кристаллического строения затрудняют движение отдельных новых дислокаций, а следовательно, повышают сопротивление деформации и уменьшают пластичность. Наибольшее значение имеет увеличение плотности дислокаций, так как возникающее при этом между ними взаимодействие тормозит дальнейшее их перемещение. Напряжение сдвига т растет пропорционально корню квадратному из плотности дислокаций р : т ---- т„ -- abG \/ р; где т„ — напряжение сдвига до деформации, Ь — вектор Бюргерса и а — коэффициент, зависящий от типа решетки и состава сплава.

Если понятие «пластичность» связано со свойствами самого металла при различных видах испытаний, то понятие «деформируемость» определяется не только пластическими характеристиками металла, но и внешними условиями пластической деформации: геометрией инструмента, размерами и формой деформируемого тела, граничными условиями и т. д.

Поэтому, рассматривая влияние предварительной пластической деформации на усталостную прочность, необходимо учитывать, что с увеличением остаточной деформации пластичность металла снижается, а это сказывается на циклической долговечности, повышает чувствительность к перегрузкам от внешней нагрузки, снижая реальный запас прочности металла.

Обработка с большими скоростями деформации в общем случае приводит к повышению сопротивления деформированию и к снижению пластичности. Однако в зависимости от скорости протекания процессов рекристаллизации и величины теплового эффекта наблюдаются случаи, когда с увеличением скорости деформации пластичность стали возрастает, а сопротивление деформированию понижается. Благодаря тепловому эффекту, вызванному увеличением скорости деформации, с повышением температуры сталь может попадать при обработке в зону пониженной или

ции 1 свойства, характеризующие сопротивление деформации (ов, о0,2. HV и др.) повышаются, а способность к пластической деформации (пластичность б) уменьшается (рис. 54), Это явление получило название наклепа.

Упрочнение металла в процессе пластической деформации (наклеп) объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, меж-узельных атомов). Повышение плотности дефектов кристаллического строения затрудняет движение отдельных новых дислокаций, а следовательно, повышает сопротивление деформации и уменьшает пластичность. Наибольшее значение имеет увеличение плотности

!'ис. 54. Влияние степени пластической деформации / на прочность (°в> ffo,2> HV) и пластичность (6) медного сплава (бронзы)

В ряде конструкций в рабочих условиях возникают деформации пластичности и ползучести (детали паровых и газовых турбин, авиационных и других транспортных двигателей). Нагру-жение часто осуществляется при переменной температуре, причем в той области, где механические характеристики материала существенно зависят от температуры.

Индекс р относится к деформации пластичности. При выводе последних соотношений учитывалось, что для пластических деформаций

При больших нагрузках, а также при работе соединений в условиях повышенных температур в зонах концентрации развиваются деформации пластичности и ползучести. На рис. 8.23 показано распределение напряжений в МПа под головкой болта Мб из стали 10X11Н22ТЗМР в условиях идеальной упругости (сплошная линия), пластичности (нагрев до 650° С, штриховая линия) и ползуче-

При больших нагрузках, а также при работе соединений в условиях повышенных температур в зонах концентрации напряжений развиваются деформации пластичности и ползучести. На рис. 4.62 в качестве примера показана схема распределения напряжений сгк под головкой болта Мб из стали 10Х11Н22ТЗМР в условиях идеальной упругости (сплошная линия), пластичности (штриховая линия; нагрев до температуры 650°.С) и ползучести (штрихпунктирная линия; работа при температуре 650 °С в течение 100 ч). На этом же рисунке (справа) показана эпюра осевых напряжений crz в наиболее нагруженном сечении. Снижение концентрации — сначала быстрое в процессе нагрева, затем медленное при работе — связано с перераспределением напряжений в условиях пластичности и ползучести (рис. 4.63).

Второе и третье слагаемые в (4.5.13) представляют неупругую составляющую приращений деформаций. Разложение ее на деформации пластичности и ползучести достаточно условно, так как для конструкционных материалов сложно определить, какой механизм является ответственным за появление неупругих деформаций. Поэтому примем, что пластические деформации - это такие деформации, которые появляются в теле одновременно с приложенными

ного пластического деформирования и ползучести, так как для ползучести существенны продолжительности выдержек при высоких температурах и напряжениях, а деформации пластичности вызываются изменением напряженного состояния при нагрузке и разгрузке. Выдержки деталей энергосиловых установок при высокой температуре обычно следуют непосредственно за этапом термомеханического нагружения. Поэтому кривая деформирования в точке тела при наличии деформаций ползучести практически совпадает с кривой циклического деформирования образца при трапецеидальной программе нагружения с выдержками в полуцикле нагрузки (сплошные линии на рис. 4.6.18,а).

Глава 10.3. ЦИЛИНДРЫ, ИСПЫТЫВАЮЩИЕ ДЕФОРМАЦИИ ПЛАСТИЧНОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ......

10.3.2. Учет деформации пластичности по неизотермической теории пластического течения..........

деформационную пластичности и старения для деформаций ползучести. В рассматриваемом алгоритме расчета деформации пластичности и ползучести объединены и для связи деформаций и напряжений применяют уравнения

качестве которых можно рассматривать деформации пластичности или ползучести.

8 2 [соотношения (9.11.30)] - деформации пластичности.