Деформации составляет

При выходе дислокации на поверхность металла она перестает существовать, но процесс пластической деформации сопровождается не голько движением дислокаций ,но и их зарождением. Источниками новых дислокаций могут быть вакансии, дислоцированные атомы, границы блоков и зерен, сами дислокации,не способные перемещаться.

Способность многих материалов к пластической деформации сопровождается, как правило, повышением сопротивления разрушению, т. е. разрушению предшествует деформационное упрочнение, что имеет в технике исключительно важное значение. Такая способность определяет возможность не только придания изделиям нужной формы, но и дополнительного их упрочнения за счет различных технологических операций обработки давлением. Характерно, что даже обработка резанием без способности материала к неупругим деформациям, как в случае абсолютно хрупких материалов, была бы возможна только в очень ограниченных пределах.

жения и сжатия образца происходит противоположное по направлению вращение локальных объемов материала. При этом локализация пластической деформации сопровождается разогревом материала. После достижения предельной плотности дислокаций по границам вращающихся объемов материала образуется свободная поверхность

Добавление скручивающего момента к циклическому растяжению приводит к устойчивому изменению ориентировки фронта трещины. На начальном этапе трещина зарождается по всей длине надреза. Далее наблюдается разворот фронта трещины, и она имеет преимущественно уголковую форму фронта. Активное формирование скосов от пластической деформации сопровождается образованием продуктов контактного взаимодействия черного цвета. Продукты черного цвета являются следствием образования слоя графита за счет пиролиза углеводородных соединений из окружающей среды в зону сильного разогрева металла из-за контактного взаимодействия. Продукты контактного взаимодействия декорируют четко выявляемые усталостные бороздки. В слое графитоподоб-ного вещества находятся продукты контактного взаимодействия. Они представляют собой частицы сферической и эллипсоидной формы. Эти частицы наблюдаются при развитии трещины в условиях

Одновременно проводили электронномикроскопическое изучение на аппарате УЭМВ-100К дислокационной субструктуры в тонких фольгах образцов, деформированных при тех же напряжениях, которые были выбраны для снятия поляризационных кривых. Анализ показал, что увеличение степени деформации сопровождается ростом плотности дислокаций, причем если вблизи предела упругости и на стадии легкого скольжения появляются хаотически расположенные дислокации, то на стадии деформационного упрочнения дислокации выстраиваются в плоские скопления, достигающие значительных размеров по числу дислокаций (рис. 19, а). На заключительной стадии динамического возврата плоские скопления разрушаются и образуются клубки дислокаций при значительном увеличении плотности дислокаций (рис. 19, б).

Одновременно проводили электронномикроскопический анализ на аппарате УЭМВ-100К дислокационной субструктуры в тонких фольгах образцов, деформированных при тех же напряжениях, которые были выбраны для снятия поляризационных кривых. Анализ показал, что увеличение степени деформации сопровождается ростом плотности дислокаций, причем если вблизи предела упругости и на стадии легкого скольжения появляются хаотически расположенные дислокации, то на стадии деформационного упрочнения дислокации выстраиваются в плоские скопления,-достигающие значительных размеров по числу дислокаций (рис. 24, а). На заключительной стадии динамического возврата плоские скопления разрушаются и образуются клубки дислокаций при значительном увеличении плотности дислокаций (рис. 24, б.)

Вязкотекучее состояние. До сих пор мы полагали, что при высокоэластической деформации не происходит вязкого течения полимера и поэтому вся деформация является обратимой. Однако в реальных условиях такая картина наблюдается'редко и процесс высокоэластической деформации сопровождается обычно процессом вязкого течения.

Так как с ростом степени пластического деформирования число дислокаций в кристалле увеличивается, то увеличивается и число препятствий, возникающих в местах пересечения дислокаций. Поэтому рост степени деформации сопровождается упрочнением кристалла. Подобное же действие оказывают и атомы примеси: вызывая местные искажения решетки, они затрудняют перемещение дислокаций и тем самым увеличивают сопротивление кристалла сдвигу. Особенно сильное тормозящее действие оказывают границы блоков, границы зерен и обособленные включения, содержащиеся в решетке. Они резко увеличивают сопротивление перемещению дислокаций и для своего преодоления требуют более высоких напряжений.

скорости с EI до е2 не совпадает с кривой, соответствующей постоянной скорости ez [292, 310]. На основании имеющихся в литературе данных можно сделать вывод о том, что повышенная скорость деформации сопровождается большим упрочнением материала при одной и той же степени деформации. Следовательно, уравнение состояния вида (1.5а) может быть использовано для описания поведения материала под нагрузкой только при ограниченном отклонении режима нагружения от того режима, который был использован для построения зависимости в виде (1.5а).

При испытании материала, кривая деформирования которого имеет зуб текучести, начальный участок кривой до верхнего предела текучести 'сттв соответствует устойчивому состоянию равномерного деформирования: местное повышение скорости деформации сопровождается повышением величины деформации и, следовательно, нагрузки, необходимой для дальнейшего деформирования, что ведет к перемещению деформации в соседнюю область меньшего упрочнения. Процесс деформирования остается макроскопически равномерным.

Упрочнение металла при холодной пластической деформации сопровождается поглощением энергии. Например, при деформациях, меньших 20%, медь поглощает от 8 до 12% затраченной работы, алюминий — 7—8%, сталь— 12—16%. С увеличением степени деформации рост поглощенной энергии (в процентах к затраченной) уменьшается, т. е. металл стремится к некоторому насыщению. Анализ кривых упрочнения при растяжении и сжатии (изменение истинного сопротивления деформированию от деформации) показывает, что интенсивность упрочнения dcr/de с увеличением степени деформации уменьшается. Так, насыщение или порог упрочнения для углеродистых сталей наступает при степенях деформации 40—50 %, а для аустенитной стали ЭИ69 — при 60—70% [84].

Принято считать нагружение статическим, если скорость деформации составляет 0,01-0,1 мин-'. При амплитуде деформации ен = 0,01 частоте нагружения и = 50 циклов

По первому способу, называемому высокотемпературной термомеханической обработкой (ВТМО), сталь деформируют при температуре выше точки Л:) (])ис. 138, а), при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 30—50 (при большей деформации развивается рекристаллизация, снижающая механические свойства). После деформации следует немедленная закалка во избежание развития рекристаллизации.

Принято считать нагружение статическим, если скорость деформации составляет 0,01 - 0,1 мин-'. При амплитуде деформации ЕН = 0,01 и частоте кагружения и = 50 циклов в минуту (верхнее значение частоты мало-

Согласно [400], энергия, запасаемая при пластической деформации, составляет величину порядка 1 % теплоты плавления. Учитывая, что в молибдене, деформированном при температурах ниже 0,3— 0,4ГПЛ, средний диаметр ячеек составляет около 2 мкм с углами раз-ориентировок не менее 2—3°, и полагая, что запасаемая при пластической деформации энергия аккумулирована в основном границами ячеек, можно оценить энергию, запасаемую границами. Оказывается, что Yr » 2Yo и соответственно Тэф « 0.

Однако граничные условия по КИН были введены при анализе результатов эксперимента после того, как средние значения параметров уравнения Париса были определены, и в них использованы данные по всему диапазону КИН 8-30 МПа-м1/2. В этом диапазоне находились сплавы с разным пределом текучести 202-529 МПа. В связи с этим, если даже взять верхнюю границу диапазона по КИН 25 МПа-м1/2, то не трудно видеть, что у разных сплавов, с разной термообработкой условие подобия по реализуемому механизму роста трещины должно было быть меньше этой величины или приближено к ней. Так, например, при минимальном пределе текучести размер зоны пластической деформации составляет

будет деформироваться пластически, поскольку деформация матрицы, соответствующая пределу текучести, меньше деформации разрушения волокна. По существу, волокно как бы заключено в пластичную оболочку длиной 2гу, что показано схематически на рис. 15. Согласно механизму Олстера и Джонса [31], вся энергия волокна в зоне пластической деформации входит в вязкость разрушения композита. Их аргументация вкратце сводится к тому, что энергия деформации в данной области возвращается в систему неполностью и действует противоположно удлиненной «оболочке» матрицы. Авторы пришли к выводу, что в первом приближении вклад в вязкость эквивалентен энергии упругой деформации, накопленной на отрезке волокна, заключенном в пластической зоне к моменту разрушения волокна. Таким образом, волокно в пластичной оболочке находится в состоянии почти равномерного растяжения, и энергия деформации составляет

Из полученных результатов вытекают два важных следствия. Во-первых, становится очевидным, что известное эмпирическое соотношение Ну = Зат не выполняется в наноструктурных материалах, если исследуются исходные и отожженные состояния. Этот факт может быть объяснен следующим образом. Как известно, предел текучести соответствует началу пластической деформации, но при измерениях микротвердости средняя величина деформации составляет 9-10% [346]. Следовательно, можно ожидать, что в случае сильного деформационного упрочнения в отожженных образцах будет существовать значительное различие в соотношении между Ну и «Ту в сравнении с исходными нанострук-турными образцами, где, как показал эксперимент, деформационное упрочнение незначительно. Эти результаты указывают на необходимость осторожного использования соотношения Ну = Зат при исследовании механических свойств наш- и субмикрокристаллических материалов.

100 час изменение первоначального значения деформации составляет около 4%.

На рабочей части образца 1 устанавливаются хомуты 2, каждый из которых состоит из двух жаростойких металлических пластинок, стягиваемых винтами. На обращенных к образцу сторонах пластинок имеются выступы в виде граней призмы с углом 120°. Расстояние между остриями, являющееся базой измерения деформации, составляет 50 мм; изменение температуры на этом участке по длине образца относительно невелико и составляет ±5%. Преобразователь деформации представляет собой П-образ-ную металлическую скобу, состоящую из плоской упругой перемычки 3 с наклеенными на нее с двух сторон проволочными тензодатчиками 4 и жестких боковых стоек 5. Благодаря тому, что рабочие тензодатчики наклеены с двух сторон упругой перемычки, в измерительной схеме происходит авто- 177

Разрешающая способность методики замера неупругой деформации составляет 7 • 10~ь мм/мм.

В ряде случаев переменные упругопластические деформации в элементах конструкций возникают в результате их циклического нагрева и охлаждения с образующимися при этом повторными термическими напряжениями. На этой основе были поставлены [19, 20] многочисленные испытания на термическую усталость. Неизо-термичность нагружения сказывается на накоплении повреждения при рассмотрении его в деформационных представлениях [21 ] в в связи с ранее приведенными зависимостями (8) и (9). При повышении температуры от t'i до tz и последующем охлаждении до t1 в условиях жесткого ограничения перемещений полный размах возникающей деформации составляет