Неоднородность структуры

Отсчет времени производится по секундомеру с ошибкой в 0,05 сек. Поправка, учитывающая зависимость тепловых параметров от температуры г\, вычисляется после получения температурной зависимости для коэффициента температуропроводности по уравнению (3-46). При температуре 400°С эта поправка составляет 1,25%, а при 800СС—1,3%. Поправка «а неоднородность распределения температуры по длине образца (3 = 0,12-:-1 %. Общая ошибка опыта составляет 2—3% (см. § 1-4).

Причина повышенной чувствительности к трещине материала плавки А по сравнению с плавкой Б заключалась в наличии в нем крупных скоплений грубых включений, что подтвердилось микрофрактографическим исследованием: на поверхности изломов образцов, вырезанных из разрушившейся детали и других деталей той же плавки, наблюдались колонии грубых включений, между которыми располагаются микроучастки малопластичного разрушения, в то время как на изломах образцов из деталей плавки Б такие скопления не наблюдались, микростроение излома пластичное, ямочное (рис. 88). Локальный рентге-носпектральный анализ показал существенную неоднородность распределения никеля, железа и кремния. При среднем содержании кремния 0,24% в отдельных зонах материала аварийной детали его содержание достигает 0,76%, в материале плавки Б максимальное значение содержания кремния составляло 0,37%.

Величина наклепа является суммарным результатом пластических тяикродеформаций, вызванных тепловым и силовым воздействием в зоне резания. Неоднородность распределения остаточных деформаций по глубине образца приводит к появлению остаточных тангенциальных напряжений. По данным рис. 84, глубина наклепа совпадает с зоной растягивающих напряжений. Это означает, что остаточные микродеформации служат первопричиной появления остаточных напряжений. Нижележащая зона остаточных сжимающих напряжений уравновешивает растягивающие напряжения и, хотя она не содержит наклепанных участков, должна испытывать влияние наклепа, создавшего напряженное состояние, определяющее, в частности, микроэлектрохимическую гетерогенность. Величина сдвига электродного потенциала может быть связана с величиной остаточных тангенциальных напряжений по-разному в зависимости от характера сложно-напряженного состояния объемов металла в приповерхностном слое, так как шаровая часть тензора напряжений, обусловливающая изменение потенциала, может иметь различные значения при одинаковой величине тангенциального напряжения. Поэтому характеристики наклепа в локальных объемах могут быть более определяющими факторами для электродного потенциала, чем отдельные составляющие макронапряжений. Данные рис. 86 подтверждают зависимость между электродным потенциалом и степенью наклепа для различных режимов резания.

Рассмотрим особенности развития локальных деформаций [1], измеренных на поверхности образца вдоль реперной линии. Расстояния между реперными точками (микробазами), наносимыми алмазной пирамидой, принимались равными 10 мкм (средний размер зерна составлял 100 мкм), что позволяло надежно измерять внутризерен-ную неоднородность распределения деформаций по телу зерна, оцениваемую коэффициентом концентрации локальной деформации, подсчитываемый по формуле

Существенным недостатком метода испытания на кручение сплошных образцов является значительная неоднородность распределения деформаций, скоростей деформации и напряжений по сечению испытываемого образца.

Неразрушающий контроль прочности изделий по предлагаемой методике позволяет избежать указанных недостатков, обеспечить контроль прочности материала в изделии без какого-либо нарушения его структуры и свойств, учесть неоднородность распределения свойств материала, а также оценить интегральную прочность изделия в целом. Локальный контроль выявляет опасные участки изделия, ослабленные различными дефектами, а также устанавливает их влияние на несущую способность изделия.

Остаточные макронапряжения при температурах, близких к температуре возврата и рекристаллизации, быстро релакси-руются. Неоднородность распределения макронапряжений и действие циклического нагружения увеличивает скорость диффузии в металле, ускоряя процессы релаксации макронапряжений в деформированном поверхностном слое. Поэтому полагают, что влиянием макронапряжений на сопротивление усталости при температурах нагрева, близких к температуре возврата и рекристаллизации, можно пренебречь.

Неоднородность макроструктуры — неоднородность распределения присадок (титана, церия, циркония).

Неоднородность распределения напряжений обусловлена различием размеров зерен, неодинаковой их пластической деформацией и взаимной ориентацией. Описать изменение всех факторов очень .сложно. Для простоты будем считать, что эта неоднородность обусловлена различными углами разорнепти-ровки межзерепных границ.

Покажем, что внешние осевые напряжения оказывают ориентирующее действие на текстуру заготовки (детали), что, в конечном счете, уменьшает неоднородность распределения напряжений. Если кристаллы обладают анизотропией, то их энергию в зависимости от ориентации зерен по отношению ic внешнему напряжению можно записать следующим образом:

грева зона конденсации смещается по потоку и локальные значения влажности снижаются. При этом увеличивается относительная неоднородность распределения концентрации влаги по шагу, что видно из рис. 4.5, где показаны распределения влажности при различных перегревах по шагу решетки в сечении, удаленном на расстояние Дя = Дл// = 0,2 от выходных кромок. Результаты расчетов качественно совпадают с опытными данными и существенно их дополняют. Однако на рис. 4.4 не фиксируются конденсационные скачки и не вполне объяснимо установленное плавное возрастание влажности вдоль спинки в косом срезе. Следует также напомнить, что толщина выходных кромок в расчетах принята равной нулю. Выделение теплоты парообразования приводит к уменьшению плотности и скорости пара 5а решеткой и как следствие к воз-

нов. Аналогичным образом на величину р влияют примеси, также вызывающие искажения кристаллической решетки. Отжиг, устраняя наклеп и неоднородность структуры, снижает р сплава.

выполняются только в одной точке на этих поверхностях. Так, например, при таком способе измерений для каждого из образцов III-V и VI, VII идентичной структуры получено критериальное уравнение. А для таких же медных цилиндрических образцов диаметром 18 мм и толщиной 12,5 мм неоднородность структуры проявилась в такой мере, что авторы [28] даже не обрабатывали результаты измерений. В другой же работе [ 27] данные для семи образцов из порошковых металлов с существенно отличающимися характеристиками структуры хорошо аппроксимируются одним критериальным уравнением I. Здесь интенсивность внутрипо-рового теплообмена находилась по измеренной в четырех точках (по толщине образца) температуре каркаса и охладителя.

отжиг, осуществляемый нагревом и последующим медленным остыванием в печи, уменьшает неоднородность структуры материала, повышает пластичность и вязкость, снижает твердость;

Известно [27, 30], что ограничение значений твердости металла сварного шва является одним из практических методов снижения склонности сварного соединения к сероводородному растрескиванию. Как следует из [11, 12, 25, 31], на образование трещин в сварном соединении оказывает влияние неоднородность структуры металла, наличие в ней зон, склонных к растрескиванию, уровни действующих и остаточных напряжений. Именно в сварных соединениях локализуется большая часть разрушений металла, связанных с сероводородным растрескиванием. Наиболее негативное влияние оказывает быстрое охлаждение шва с образованием перлитно-бейнитной смеси с мартенситом. Стойкость к сероводородному растрескиванию металла сварного шва меньше, чем основного металла не только из-за наличия остаточных напряжений, но и вследствие присутствия различных дефектов. Для сталей повышенной прочности характерно сероводородное растрескивание по сварному шву и зоне термического влияния. Для сталей обычной прочности избирательное разрушение по шву и зоне термического влияния отмечается лишь при переохлаждении.

глубину и качество механической и термической обработки на различных стадиях технологического процесса, определять содержание углерода в сталях, выявлять зоны усталости или мягкие пятна (неоднородность структуры), оценивать степень обезуглероживания поверхностного слоя изделия, оценивать степень химической чистоты электропроводящих материалов и т. д.

В процессе изготовления заготовок и получения из них готовых деталей в материале появляются различные, не поддающиеся учету поверхностные и внутренние дефекты, например, раковины, трещины и неоднородность структуры в литых деталях, волосовины у штампованных деталей, первоначальные внутренние усилия, вызванные неравномерностью остывания литых и кованых деталей, неравномерностью высыхания и неоднородностью древесины, неравномерностью затвердевания и неоднородностью бетона и т. д..

глубину и качество механической и термической обработки на различных стадиях технологического процесса, определять содержание углерода в сталях, выявлять зоны усталости или мягкие пятна (неоднородность структуры), оценивать степень обезуглероживания поверхностного слоя изделия, оценивать степень химической чистоты электропроводящих материалов и т. д.

ного из направлений армирования происходит путем изменения свойств матрицы по всему объему материала. Упругие характеристики слоя как дпухмерноармированного прямолинейными волокнами материала вычисляют по формулам табл. 3.2. Наложением слоев друг на друга завершается построение модели материала. Неоднородная структура пространственно-армированного материала представляется в виде пакета слоев, уложенных друг на друга, с различными свойствами (рис. 3.11). Каждый слой может содержать волокна в произвольном направлении, наличие волокон в направлении 3 учтено введением модифицированной матрицы. При таком подходе неоднородность структуры материала обусловлена только различием дефор-мативных свойств слоев. Достоверность расчета зависит от точности вычисления упругих констант отдельного слоя.

Любая жидкость может предстать взору исследователя прозрачной, как вода, любое тело уподобится прозрачному кристаллу. Неоднородность структуры нарушения внутренней сплошности, инородные вкрапления — все будет как на ладони. Так можно следить за чистотой нефти в магистральных трубопроводах, исследовать эмульсии и взвеси, примеси в различных минералах и металлах, внутренние напряжения в твердых телах.

Одна из целей испытаний на усталость — установление влияния размеров образцов или масштабного фактора. Отделить влияние металлургических причин (ограниченная прокаливаемость металла крупных заготовок, вызывающая неоднородность структуры по сечению, загрязненность включениями центральной зоны слитка и т. д.) от собственно масштабного фактора довольно трудно.

неоднородностью по толщине и. длине могут отличаться изделия металлургического производства — поковки, листы при нестабильности и нарушениях технологии изготовления- К этой группе можно отнести сварные, паяные, клеевые соединения, а также изделия из композиционных, биметаллических и плакированных материалов. Неоднородность структуры, влияя на стабильность акустических свойств (прежде всего скорости УЗ-колебаний, коэффициента затухания), приводит к неравномерной чувствительности, погрешностям измерения координат дефектов.