Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Дефекти твердих тіл. Технічна міцність металів і сплавів
У ході вивчення структури реальних кристалів стало ясно, що в їх будові є відхилення від періодичності розміщення складових частин, тобто стало ясним, що реальний кристал не має ідентичної структури (кристалічної ґратки) з кристалом ідеальним. Дослідження процесів деформації реальних твердих тіл показали наявність у них мікроскопічних не без вад – дефектів структури, які в процесі деформації тіла розвиваються, поєднуються й формують внутрішні або поверхневі макродефекти – тріщиноподібні концентратори напружень, які істотно впливають на міцність деформованого тіла. Про це в визначеній мірі свідчили досвіди Іоффе. Таким чином стало очевидним, що однієї з найважливіших причин розходження між теоретичною і технічною міцністю являє не бездоганність (дефектність) будова реальних твердих тіл. Доцільно виділити основні категорії дефектів. Дефекти в кристалі підрозділяються на: крапкові (нуль мірні), одне-, двох,-і тривимірні. Крапкові дефекти діляться на енергетичні, електронні й атомні. Енергетичні (фонони) – це перекручування регулярних ґрат кристала викликані тепловими коливаннями часток. До електронних дефектів відносять надлишок або недолік електродів. Атомні дефекти вакансії (дефект Шотки) утворяться при відході атомів з вузла гратки. Міжвузловий атом (дефект. Френкеля), тобто атом того ж сорту, що й атом складених ґрат, але, що перебуває між вузлами ґрат. Одномірні – ланцюжки крапкових дефектів і дислокації. Двовимірні – поверхня кристала, границі зерен. Тривимірні (об'ємні) – пори, включення, тріщини, розміри яких у всіх трьох напрямках набагато перевершують міжатомні відстані.
Вплив дефектів зводиться коротко до наступного. А) Теоретична міцність матеріла не може також бути реалізована при наявності в ньому лінійних дефектів – дислокацій і крапкових дефектів типу вакансій. Такі дефекти утворюються в процесі кристалізації матеріалів. Щільність дефектів може істотно збільшитись під час різних обробок. У процесі прикладення нагpузок у матеріалі починається рух дислокацій при напруженнях, на багато менших теоретичної міцності, який призводить до пластичної деформації матеріла. Остання супроводжується генеруванням нових дислокацій, а це призведе до виникнення двох протилежних по своїх наслідках процесам: зміцнення й наступному після нього виникненню тріщин.
Б) При наявності в тілі концентратора типу тріщини (а також надрізів, порожнеч) напруження біля її вершини можуть досягти рівня теоретичної міцності й призвести до руйнування, у той час як напруження в тілі конструкційного елементу значно (на рівень і більше) нижче . Такий висновок випливає із багатьох відомих рішень завдань теорії тріщин, у яких переважно беруться до відома тільки пружна взаємодія частин твердого тіла. Одночасно поширювання тріщин у конструкційних металевих сплавах супроводжується більшою або меншою мірою протікання пластичної деформації, що сприяють певному зниженню напружень біля концентратора. Проте наявність пластичної деформації у вершині тріщини не може істотно зменшити розрив між технічною й теоретичною міцністю. З другого боку, необхідно пам'ятати, що пластична деформація сама по собі може сприяти появі тріщин. Виникнення тріщин може мати також вакансіонну пpиpоду. Вакансіонні механізми тріщино виникнення діють перш за все у випадках, коли вакансії мають значну рухливість. Такі умови можуть бути створені за рахунок обробки (наприклад, крихкість свіжозагартованого маpтенситу) або особливого сполучення температурного й механічного фактору (руйнування в результаті високотемпературної повзучості). В) Об’ємно-поверхневі дефекти пов'язані з негомогенною будовою полікристалічних металів і сплавів. Сучасні металургійні процеси виплавки й наступної обробки конструкційних металів і сплавів не забезпечують гомогенність їх стpуктуpи. Переважна більшість конструкційних матеріалів становить багатофазні композиції, причому різні фази відрізняються опірністю пластичної деформації й руйнуванню. У матеріалах (сталях), виникненню тріщин може здійснюватися під навантаженням у межах окремих зерен або бути пов'язаним з наявністю твердих часток, зокрема карбідів і включень. У більшості випадків виникнення тріщин полегшується за рахунок внутрішніх напружень у матеріалі, які виникають при кристалізації або наступної теpмодеформаційної обробки. Виникненню тріщин у матеріалах може сприяти також невигідна стосовно силового поля орієнтація окремих структурних складових, обумовлена перш за все процесами обробки тиском. Анізотропія може часто бути виражена дуже різко й проявляться в виникненні волокнистого зламу при руйнуванні. Границі окремих зерен полікристалічних металів можна тільки з певним наближенням враховувати поверхневим формуванням, у дійсності вони є тонкошаровими обсягами матеріла, які по своєму хімічному й фазовому складі істотно відрізняються від граничних зерен. Як і частки твердих фаз, границі зерен можуть відігравати двояку роль – бути не тільки бар'єрами проти розповсюдження тріщин, але й місцями переважно їх виникнення. Останнє викликано виникненням граничних сегpегацій на основі деяких домішок (відпускна крихкість) або проникненням до границі активного середовища (воднева крихкість, корозійне розтріскування й т.д.). Низька між зернова міцність матеріалів призводить до виникнення ділянок міжзернового (інтеркристалітного) руйнування на відміну від внутрішніх зерен (транскристалітного).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 135; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.16.81.94 (0.016 с.) |