Деформации тонкостенных

Эта температура не является постоянной физической величиной, как, например, температура плавления. Для данного металла (сплава) она зависит от длительности нагрева, степени предварительной деформации, величины зерна до деформации и т. д. Температурный порог рекристаллизации тем ниже, чем выше степень деформации, больше длительность нагрева или меньше величина зерна до деформации.

Температура начала рекристаллизации .'n. p металлов, подвергнутых значительной деформации, для технически чистых металлов составляет примерно 0,4 Тпл (правило А. А. Бочвара), для чистых металлов снижается до (0,1—0,2) Тпл, а для сплавов твердых растворов возрастает до (0,5—0,6) Тпл.

Величина QMex характеризует общую энергоемкость металла с учетом неоднородности поглощения энергии. Необходимо отметить, что величины Ук и Ур, соответствующие предельным состояниям данного материала, являются энергетическими константами кристаллической решетки и не должны зависеть от предыстории металла и условий его нагружения. Эти условия, как и структурное состояние материала, отображаются в уравнении (10) переменными величинами Vs и п. Конкретные значения этих величин зависят от исходного состояния материала (способа изготовления, режима термической обработки, наличия концентратов напряжений и т.' д.), вида нагружения и условий деформирования (среда, скорость деформации, температура и т. п.). Чем больше величина QMex, т. е. чем выше значения отдельных слагаемых, входящих в уравнение (10), тем выше, следовательно, способность металла поглощать энергию при механическом нагружении и тем больше его прочность.

Однако метод НТМО пригоден лишь для сталей с широкой зоной устойчивости аустенита. Распад аустенита во время деформирования стали при 500—350° в ряде случаев приводит к резкому снижению предела прочности. Поэтому, чтобы сохранить сталь в аустенитном состоянии, необходимо во время «теплой» деформации ((прокатка при температуре выше мар-тенситной точки Мн) производить промежуточные подогревы деформируемого металла. Если во время пластической деформации температура металла опустится ниже мартенситной точки, то в результате такой обработки образуются продукты отпуска повышенной хрупкости и при последующем испытании обработанной таким образом стали наблюдается преждевременный разрыв. При еще более низких температурах деформации аустенит будет распадаться с образованием смешанной бейнитно-мартенситной структуры, в результате чего уровень прочности должен сохраняться высоким; но эта температурная область обработки относится уже к способу термомеханического упрочнения стали методом «аусформинг», который будет рассмотрен ниже.

Предел текучести — это фактически напряжение, которое необходимо приложить, чтобы скорость пластической деформации стала соизмеримой со скоростью машинного деформирования и могла быть достигнута некоторая определенная величина макродеформации (например, для предела текучести — 0,2 %). Другими словами, внешнее напряжение должно быть поднято до уровня, который обеспечивает при заданных условиях деформации (температура и скорость испытания) необходимые плотность дислокаций и скорость их движения в материале с конкретной структурой. Причем скорость дислокаций, вернее, их средняя скорость, является основным параметром, поскольку плотность дислокаций не может изменяться произвольно, так как она ограничена деформационным упрочнением. Поскольку усреднение скорости дислокаций проводится на. достаточно больших отрезках, то оно учитывает преодоление множества различных препятствий, размеры которых колеблются от долей межатомных расстояний до размера зерна. Более того, можно сказать, что эти препятствия фактически запрограммированы при выборе состава сплава, его термической и термомеханической обработок.

2.2.3. Скорость деформации, температура и агрессивная среда............................. 112

Существенное влияние на ситуацию у вершины трещины в момент разрушения элемента конструкции оказывают скорость деформации и температура.

2.2.3. Скорость деформации, температура и агрессивная среда

Значения констант в уравнении (2.25) и принципы структурного моделирования подробно рассмотрены в [93]. Некоторые экспериментальные данные для различных сплавов представлены на рис. 2.18. Важно подчеркнуть, что скорость деформации, температура, агрессивная среда, как

Суммируя представленные в данном параграфе результаты, следует подчеркнуть, что многочисленные исследования демонстрируют возможность получения наноструктур методами интенсивной деформации в различных металлических материалах, а также некоторых полупроводниках и композитах. При этом характер формирующейся наноструктуры определяется как самими материалами (исходной микроструктурой, фазовым составом, типом кристаллической решетки), так и условиями интенсивной деформации (температура, скорость, метод деформации и т. д.). В целом, снижение температуры, увеличение приложенного давления, степень легирования способствуют измельчению структуры и достижению наименьшего размера зерен.

Обнаруженные различия по сравнению с Ni обусловлены, очевидно, различиями в гомологических температурах (Т/ГПЛ, где Тпл — температура плавления), при которых происходила деформация и при которых образец выдерживался после деформации. Температура 293 К соответствует гомологическим температурам 0,17 для Ni и 0,22 для Си. Следовательно, подвижность атомов в последнем случае должна быть выше, что, возможно, привело к изменениям в структуре и различиям в полученных размерах зерен. Повышенная подвижность атомов могла привести к протеканию динамической рекристаллизации.

§ 14.2. Описание картины стесненной деформации тонкостенных стержней открытого профиля....................... 382

В главах XI и XII деформация тонкостенных стержней уже обсуждалась. В главе XI рассматривалось свободное кручение тонкостенных стержней открытого и замкнутого профиля и в главе X11 — определение касательных напряжений в тонкостенных стержнях при поперечном изгибе и определение координат центра изгиба в поперечном сечении тонкостенного стержня открытого' профиля. Ниже излагается теория стесненной деформации тонкостенных стержней открытого профиля.

§ 14.2. Описание картины стесненной деформации тонкостенных стержней открытого профиля

На рис. 14.4, а, б, в показаны примеры ничем не стесненной деформации тонкостенных стержней, происходящей под воздейст-

Рис. 14.4. Примеры нестесненной деформации тонкостенных стержней: а) свободное Нрученве тонкостенного стержня открытого профиля (труба с продольным разрезом); б) деформация двутавра бимоментами, действующими на торцы; в) тонкостенный двутавр, Загруженный сосредоточенными внецентренно приложенными растягивающими силами, и четыре доли, на которые разбиваются эта нагрузка (первая доля вызывает растяжение рторая — изгибное кручение; третья и четвертая — изгибы в главных плоскостях инерции); г) воздействие бимоментов, приложенных к торцам на двутавровый стержень

1. Вводные замечания. Постановка задачи. Говоря о деформации тонкостенных стержней, в предыдущих параграфах мы использовали гипотезу о неизменяемости формы проекции поперечного сечения на плоскость, перпендикулярную оси стержня. Однако в некоторых случаях такая гипотеза вступает в противоречие с характером деформации тонкостенного стержня в действительности. Особенно ярко это обнаруживается в случае, если ось стержня не прямолинейна, а замкнутое сечение очень тонкостенно. Приведем результаты исследования Т. Кармана 1).

Электроалмазная обработка, уменьшая нагрев обрабатываемой детали, позволяет свести к минимуму температурные деформации тонкостенных деталей, например гильз цилиндров. На рис.34 при-

Основанная на этих гипотезах теория .тонкостенных стержней открытого сечения рассматривалась рядом исследователей, но законченная форма ей была придана В. 3. Власовым [24]. Деформации тонкостенных кривых стержней в отличие от прямых сопровождаются существенными искажениями формы их сечения. Задача о чистом изгибе стержней с круговой осью описывается почти такими же уравнениями, как осесимметричная деформация оболочек.вращения. Для стержней малой кривизны эти уравнения могут быть упрощены. В § 45 рассмотрены числовые методы расчета, а для стержней, составленных из цилиндрических и плоских стенок, приведены аналитические решения.

Чрезмерно высокие измерительные усилия могут вызывать деформации тонкостенных деталей. Упругие деформации деталей приведут к искажению полученных результатов измерения, а остаточные деформации, кроме того, нарушат и геометрическую форму детали.

45. Ягн Ю. И., Изгибно-крутильные деформации тонкостенных стержней, I остехиздат, 1952.

Из анализа ряда практических случаев можно заключить, что температурные деформации массивных заготовок малы и их влиянием на точность обработки можно пренебречь, особенно при незначительных размерах обрабатываемых поверхностей. Тепловые деформации тонкостенных заготовок с относительно большими обрабатываемыми поверхностями могут достигать величин, сопоставимых с допусками 2-го класса точности. Влияние температурных деформаций на точность растет при обработке внутренних поверхностей, когда поглощение тепла заготовкой увеличивается.