21. Упругая ипластическая деформации
Текстура деформации создает кристаллическую анизотропию, при которой наибольшая разница свойств проявляется для направлений, расположенных под углом 45o друг к другу. С увеличением степени деформации характеристики пластичности (относительное удлинение, относительное сужение) и вязкости (ударная вязкость) уменьшаются, а прочностные характеристики (предел упругости, предел текучести, предел прочности) и твердость увеличиваются
Совокупность явлений, связанных с изменением механических, физических и других свойств металлов в процессе пластической деформации называют деформационным упрочнением или наклепом.
22-23. Упр и пласт деф, Механизм протекания. Влияние нагрева на структуру
При низких температурах подвижность атомов мала, поэтому состояние наклепа может сохраняться неограниченно долго.
При повышении температуры металла в процессе нагрева после пластической деформации диффузия атомов увеличивается и начинают действовать процессы разупрочнения, приводящие металл в более равновесное состояние – возврат и рекристаллизация.
Возврат. Небольшой нагрев вызывает ускорение движения атомов, снижение плотности дислокаций, устранение внутренних напряжений и восстановление кристаллической решетки
Возврат уменьшает искажение кристаллической решетки, но не влияет на размеры и форму зерен и не препятствует образованию текстуры деформации.
Влияние нагрева деформированного металла на механические свойств
При нагреве до достаточно высоких температур подвижность атомов возрастает и происходит рекристаллизация.
Рекристаллизация – процесс зарождения и роста новых недеформированных зерен при нагреве наклепанного металла до определенной температуры. Нагрев металла до температур рекристаллизации сопровождается резким изменением микроструктуры и свойств..при нагреве до температуры t1 начинает понижаться прочность и, особенно значительно, пластичность металла.
Основными факторами, определяющими величину зерен металла при рекристаллизации, являются температура, продолжительность выдержки при нагреве и степень предварительной деформации
Металлы и сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, и характер их деформации зависит от типа кристаллической структуры и от наличия несовершенств в этой структуре. Рассмотрим пластическую деформацию в монокристалле.
|
|
Пластическая деформация происходит в результате скольжения.
24. Процессы, происходящие при нагреве подразделяются на две стадии – возврат и рекристаллизацию. Первая включает отдых и полигонизацию, вторая – первичную рекристаллизацию, собирательную и вторичную. Отдых – перераспределение точечных дефектов. Полигонизация – разделение деформированных зёрен на полигоны. Первичная рекристаллизация – рост равноосных зёрен до тех пор, пока не исчезнет текстура, созданая деформацией. Более высокий нагрев приводит к развитию собирательной рекристаллизации, т. е. к росту одних рекристаллизованных зерен за счет других, более мелких. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее идет собирательная рекристаллизация, так как с повышением температуры диффузионные процессы протекают быстрее и создаются условия для образования крупнозернистого металла. Вторичная рекристаллизация - ускоренный рост отдельных зёрен.
25. Стандартные Механические свойства металлов и сплавов определяются испытаниями стандартных образцов на растяжение, изгиб, сжатие, кручение, срез, твердость, удар и усталость. Сварные соединения испытывают на растяжение сварного соединения и металла шва, определяют твердость металла шва и соединения, ударную вязкость металла шва и прочность на изгиб сварного соединения.
Рис.
1. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой
стали.
При испытании на растяжение получают диаграмму растяжения — графическую зависимость между усилием и удлинением при растяжении образца (рис. 1) и определяют характеристики металла:
а) предел пропорциональности
σпц = Pпц / F0
где σпц- предел пропорциональности, кг/мм2;
Pпц — максимальное усилие (кг), при котором еще сохраняется прямая пропорциональность между удлинением образца и усилием;
F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2;
б) предел текучести
στ = Pτ / F0
где στ — предел текучести, кг/мм2;
Pτ - усилие (кг), при котором удлинение образца происходит за счет пластического растяжения при постоянной величине нагрузки;
F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2;
в) предел прочности
σb= Pb/ F0
где σb — предел прочности при растяжении, кг /мм2;
Рb — максимальное усилие при испытании на разрыв, кг:
F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2;
г) относительное удлинение
δ = (l - l0) / l0
где δ — относительное удлинение образца;
l — длина образца после разрыва, мм;
l0 — первоначальная расчетная длина образца, мм;
д) относительное сужение поперечного сечения.
ψ = (F0 - F ) / F0
где ψ —относительное сужение;
F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2;
F — наименьшая площадь поперечного сечения образца после разрыва, мм2.