Металлы, анизотропия под напряжением

К числу направлений использования данных методов следует отнести измерение толщины стенок деталей, в частности труб измерение толщины металлических покрытий на электропроводящих и изоляционных основаниях контроль анизотропии электрических и магнитных свойств ОК, обусловленной приложением к нему механических напряжений контроль расслоений в ТОЛСТОЛИСТОЕ ом металле в процессе обрезки поперечных и продольных [c.501]

При изучении вопроса о прочности стали в коррозионных средах необходимо учитывать изменения механических свойств стали и их характеристик (прочности, выносливости и пластичности) под влиянием среды. Эти изменения происходят в зависимости от наличия анизотропии, неоднородности, дефектности и остаточной напряженности металла. Таким образом, при изучении прочности металла [c.5]

Исследованию устойчивости оболочек вращения посвящено большое количество работ [1]. Как указывалось ранее листовые металлы чаще неизотропны, и обладают нормальной (трансверсальной) анизотропией. Здесь дается приближенная оценка напряженно-деформированного состояния оболочек вращения произвольной формы из трансверсально-изотропных материалов. [c.118]

При конструировании важно установить распределение деформаций конструкции, возникающих в процессе эксплуатации под влиянием приложенных напряжений. Напряжения могут возникать из-за давления, создаваемого жидкостью или газом, течением жидкости или неоднородным температурным расширением при изменениях температуры. Упругие свойства часто считают не зависящими от структуры, но существуют ситуации, когда такое утверждение становится неверным. Отдельные зерна металлических кристаллов в отношении упругих свойств анизотропны. Таким образом, упругие постоянные зависят от ориентации зерна по отношению к ориентации приложенных напряжений. В процессе производства деталей может возникнуть преимущественная ориентация отдельных зерен, что и создает упругую анизотропию. Весьма вероятно, что различные степени преимущественной ориентации приводят к довольно широкому разбросу данных по упругим свойствам металлов и сплавов. Вследствие того что этот разброс может вызывать появление погрешности, достигающей в некоторых случаях при расчетах деформаций 20 %, эта тема детально рассматривается в настоящем параграфе. Таблица 3, 4.5,8 — лишь пример того типа информации, которая встречается в литературе. Можно полагать, например, что стали с 5—9 %-ным содержанием хрома должны иметь примерно те же значения модуля Юнга, что и стали, содержание хрома в которых близко к указанному. [c.196]

Преобразователи для контроля анизотропии механических и электрофизических свойств металлов. Одной из важнейших характеристик современных металлов и сплавов, во многом определяющей их механические и физические свойства, является степень совершенства кристаллографической текстуры, под которой понимается преимущественная пространственная ориентация зерен в полюфисталле. Текстура, обусловливая анизотропию свойств, обеспечивает избирательно в различных направлениях повышение пластичности, прочности, модуля упругости, магнитных свойств, стойкости металлических покрытий против коррозии и т. д. Создание в материалах совершенной кристаллографической текстуры является в ряде случаев одним из путей повышения их эксплуатационных характеристик. Для этого исследователям и специалистам-пракгикам необходимы методы и средства для получения сведений о типе и степени совершенства кристаллографической текстуры. Другой не менее важный аспект необходимости измерения анизотропии физических свойств металлов, обусловивший рождение на свет разнообразных конструкций датчржов, вызван необходимостью определения механических остаточных напряжений в деталях машин и механизмов, элементах строительных конструкций и т. д., выполненных из различных марок конструкционных сталей. Для этих целей используется явление магнитоупругого эффекта, под которым в общем случае принято понимать изменение магнитных свойств материала под воздействием механических напряжений. Измерив изменение величины или характера анизотропии магнитных свойств, можно, используя градуировочные кривые зависимости магнитных свойств исследуемого материала от величины механических напряжений, судить об их наличии в металле, а иногда и оценить их величину [50]. [c.134]

Поликристаллическим металлам присущи различная ориентировка, анизотропия физико-механических свойств, дефекты строения кристаллической решетки отдельных зерен (кристаллитов), а также наличие различных дефектов и примесей между ними. В таком случае в напряженном металле даже при напряжениях, намного меньших макроскопического предела текучести ат, возникают локальные участки всестороннего растяжения или сжатия (гидростатическое давление) в очагах микропластических деформаций, ускоряющих коррозионное растворение. Величина гидростатического давления близка по порядку величине приложенного напряжения. [c.18]

Напряжения, связанные с ростом оксида (или просто напряжения роста), могут быть обусловлены различием атомных объемов окалины и подложки, хотя величина напряжения в этом случае может снижаться из-за анизотропии системы и наличия направленного наружу потока катионов металла [132]. В предположении полной изотропии и роста оксида в результате диффузии кислорода напряжения роста описываются приближенными выражениями [c.29]

Поликристаллическим металлам присущи различная ориентировка, анизотропия физико-механических свойств, дефекты строения отдельных зерен (кристаллитов) в кристаллической решетке, а также наличие различных дефектов и примесей между ними. В таком случае, в напряженном металле даже при напряжениях, намного меньших макроскопического предела текучести а,, возникают локальные участки всестороннего растяжения или сжатия (гидростатическое давление) в очагах микропластических деформаций, ускоряющих коррозионное растрескивание. Величина гидростатического давления близка по порядку величине приложенного напряжения [17]. В этой же работе установлены следующие зависимости между скоростью коррозии о и величиной среднего напряжения Оср [c.501]

Наряду с общ ими известными закономерностями механохимической повреждаемости установлена взаимосвязь долговечности конструктивных элементов с характеристиками напряженно-деформированного состояния, деформационного упрочнения и анизотропии металла. В частности, показано, что с увеличением параметров анизотропии металла долговечность элементов снижается. [c.572]

Для контроля металлов посредством определения их поверхностных механических свойств применяют акустические твердомеры. Основной принцип, реализуемый при рассматриваемом подходе, заключается в наблюдении за реакцией диагностического щупа, приводимого в соприкосновение с контро ли-руемой поверхностью. Реакция обусловлена механическим (в частности акустическим), электромагнитным или электрохимическим взаимодействием щупа с объектом контроля. Механические характеристики определяют на основе регистрации изменения резонансных частот механических колебаний стержня после приведения его в контакт с контролируемой поверхностью при задании определенного усилия прижима, что обеспечивается конструкцией щупа. Используя колебания разных типов (продольные, изгибные, крутильные), можно определить, кроме числа твердости, степень анизотропии поверхностных слоев материала, которая в частности содержит информацию о величине внутренних напряжений в материале. В настоящее время методики развиты применительно к шероховатым поверхностям, что позволяет проводить измерения при минимальной подготовке контролируемой поверхности или вообще без нее. Основу этого обеспечивает статистическая обработка данных, получаемых в близких, но различных точках. Установлена устойчивая статистическая связь между дисперсией приращений при многократном повторении измерений и параметрами шероховатости. [c.27]

Металлополимерные материалы и конструкции в условиях эксплуатации подвергаются различным воздействиям внешней среды. Период времени, в течение которого материал или изделия сохраняют эксплуатационные свойства в условиях действия нагрузок и факторов окружающей среды, принято называть долговечностью. Многокомпонентность металлополимерных систем и многофакторность внешних воздействий обусловливают особенности подхода к определению и прогнозированию их долговечности. Эти особенности связаны с тем, что металлополимерные системы — покрытия на металле, облицовки, полимерные детали с металлическими вставками и т. д. — представляют собой гетерогенные системы с сильной анизотропией свойств. В таких системах анизотропия свойств существует как в металлах, так и полимерах, в большей степени она проявляется в зоне контакта материалов, которая при действии нагрузок и внешних факторов является зоной концентрации внутренних напряжений. [c.245]

У металлов с открытыми поверхностями Ферми (Зп, Аи, 2п, Та и др.) наблюдается резкая анизотропия гальваномагнитных свойств при одних направлениях Н — квадратичное возрастание с увеличением напряженности, при других — насыщение. В ряде случаев линейное возрастание сопротивления с ростом Н является результатом усреднения. [c.469]

Наоборот, лишь благодаря таким отклонениям от идеального поведения возможны многочисленные упрощения в инженерных расчетах прочности, так как широкое применение нашли лишь те материалы, пластическая деформация которых позволяет снимать концентрацию напряжений. При использовании металлов на прочность изделий влияют также их форма и условия переработки. Другие материалы, например дерево и сталь, также обладают анизотропией свойств, но это не препятствует их применению. [c.136]

Распространение (траектория) коррозионных трещин в сварных соединениях. Многочисленными исследованиями установлено, что в основном металле трещина распространяется нормально растягивающим напряжениям в условиях растяжения, изгиба, кручения [46]. В связи с неоднородностью свойств в сварном соединении распространение трещины определяется распределением напряжений собственных и от внешней нагрузки и анизотропией свойств. В сварных соединениях имеются следующие характерные зоны коррозионного растрескивания а) зона максимальных остаточных напряжений трещина развивается нормально растягивающим напряжениям б) концентраторы в) участки сварного соединения, наиболее восприимчивые к воздействию среды, в том числе вне зоны максимальных напряжений такими участками могут быть зона сплавления (высокопрочные стали, титановые и алюминиевые сплавы) переходная зона между металлом, претерпевшим структурные изменения, и металлом не претерпевшим последних (например, ач=ьр для титана) проме- [c.118]

Прием ступенчатого нагружения обеспечивает простоту измерения пластических деформаций, однако дает заметную погрешность в области малых пластических деформаций и не учитывает возможность деформационного старения металла в результате разгрузки после каждого нагружения. Этого можно избежать путем постановки испытаний непрерывным нагружением с записью измеряемых параметров на ленту осциллографа с помошью датчиков, показанных на рис.6.3.5. Датчик деформации (6.3.5,а) имеет упругий элемент с наклеенными с двух сторон тензодатчиками сопротивления. Датчик давления (рис.6.3.5,б) имеет цилиндр 1, нагруженный измеряемым давлением. Наклеенные на его поверхности тензодатчики 2 являются рабочими. Температурную компенсацию при использовании мостовой схемы обеспечивают тензодатчики 3, наклеенные на корпус 4, изготовленный из того же материала, что и цилиндр 1. При измерении кривизны выпучины / (рис.6.3.5,в) перемещение штока 2 относительно опор фиксируется упругим элементом 3 с тензодатчиками 4. Методика обработки записи показаний датчиков при непрерывном нагружении достаточно полно изложена в работе [131]. Построенные таким образом зависимости истинных напряжений от истинных деформаций а,- = /(е,) показаны на рис.6.3.6 для четырех различных марок сталей. Светлые точки — это результаты одноосного растяжения плоских образцов из тех же листов в пределах равномерной деформации до образования шейки. Расположение светлых точек, близкое к соответствующим кривым, построенным по результатам двухосного растяжения, свидетельствует об отсутствии заметной анизотропии свойств испытанных тонколистовых элементов [c.140]

Следует особо подчеркнуть, что материалы с прочностью в направлении армирования, превосходящей в десятки раз прочность в перпендикулярном направлении к оси армирующих волокон, имеют преимущества перед материалами, изотропными по своему строению (например, с металлами, массивными образцами стекол, пластмассами). Конструктору при работе с анизотропными материалами удается использовать механическую анизотропию для создания рациональных конструкций путем наиболее выгодной ориентации волокон в материале в соответствии с распределением напряжений, возникающих в конструкции, и тем самым значительно облегчить ее вес. Используя ориентированные стеклопластики, можно получать материалы и изделия практически с любой заданной анизотропией упругих и прочностных характеристик. [c.285]

Анизотропию скорости реакции окисления следует также рассматривать с учетом механических свойств окисной пленки, поскольку от этих свойств зависит, будет ли пленка сплошной и прочно связанной с металлической подкладкой. Несмотря на то, что количественной теории образования окисных пленок на металлах не существует, некоторые теоретические соображения Франка и Ван-дер-Мерве [138] относительно поверхностей раздела с монослоями, структура которых не соответствует структуре подкладки, и ориентированными пленками могут быть использованы при качественной оценке. В отличие от своих предшественников указанные выше авторы при изучении процесса образования ориентированных кристаллических пленок основное внимание уделили не геометрическим факторам, а энергетике этого процесса. Пользуясь их моделью, можно степень несоответствия (смещения) между структурами пленки и подкладки определить величиной поверхностных дислокаций. Если несоответствие превосходит некоторое предельное значение, то напряжения, увеличивающиеся при утолщении пленки окисла, более не компенсируются силами притяжения подкладки выше этого значения плотность дислокаций возрастает настолько, что пленка самопроизвольно отрывается от подкладки. Теоретический расчет критического линейного смещения при низких температурах дал величину, равную примерно 14%, тогда как соответствующее линейное смещение, наблюдаемое в действительности на поверхности раздела медь — закись меди, равно приблизительно 18%. Эти результаты свидетельствуют о [c.110]

Для зарождения первоначальной трещины требуется слияние дислокаций, скапливающихся перед препятствием в плоскости скольжения. Границы зерен являются наиболее трудными препятствиями для сдвига, поэтому по ним наиболее вероятно возникновение трещин. Кроме того, границы зерен являются своеобразными каналами, по которым происходит диффузия атомов расплава в глубь образца. Поэтому, если в обычных условиях, особенно при наличии выраженной анизотропии механических свойств, разрушение при сравнительно низких температурах происходит по телу зерна, то прн наличии адсорбционно-активной среды в виде расплавленного металла положение резко меняется. Снижение межфазной энергии по границам зерен возможно значительно большее по сравнению с зерном, поэтому энергетически более выгодным становится разрушение по границам зерен. Кроме того, под нагрузкой между зернами поликристаллических тел возникают наибольшие концентрации напряжений, что в присутствии расплава еще больше ослабляет твердый металл. [c.185]

Газопровод, являющийся, по сути, неисчерпаемым источником энергии, представляется механической изолированной системой, в которой любые кинетические процессы, связанные с разрушением, могут совершаться только за счет энергии, сосредоточенной в самой системе. Известно, что при длительном статическом нагружении и повышенном запасе упругой энергии в нагружающей системе многие даже весьма пластичные материалы становятся склонными к замедленному разрушению. Такая склонность обусловлена постепенной локализацией пластической деформации и последующего развития разрушения в наиболее напряженных объемах материала. Воздействие коррозионной среды способствует резкой интенсификации процессов замедленного разрушения, так как образование очагов анодного растворения в напряженном металле устраняет барьеры для выхода дислокаций на поверхность, активизируя пластическую деформацию и приводя к еще большей ее локализации. Адсорбционное понижение прочности стимулирует работу подповерхностных источников дислокаций, способствуя повышению скорости микропластической деформации. Таким образом, коррозионные процессы становятся своего рода спусковым крючком , включающим механизм перераспределения упругой энергии между элементами системы. Учитывая существенную анизотропию свойств реальных материалов и обусловленную этим крайнюю неравномерность распределения напряжений в нагруженном теле, можно ожидать, что различные объемы будут сильно различаться между собой по уровню и концентрации запасенной в них упругой энергии. Разность упругих энергий, накопленных в различных частях тела, и становится той движущей силой, которая обеспечивает возможность постепенного развития деградационных процессов. Разность упругих энергий, кроме того, определяет интенсивность высвобождения энергии, расходуемой на разрушение [c.33]

Основная цель применения преобразователей с П-образным магнитопроводом - измерение относительной величины магнитных свойств поверхности металла для двух заранее выбранных направлений, которые определяются при повороте вокруг вертикальной оси установленных на металл преобразователей. При плоском напряженном состоягаш главные напряжения расположены под углом 90° друг к другу, и датчик магнигаой анизотропии должен сравнивать магнитные свойства также в этих координатных направлениях. Таким образом, датчиками магнитной анизотропии можно измерять разность нормальных напряжений по двум взаимно перпендикулярным направлениям и соответствующие касательные напряжения. [c.135]

Параллельно напряженным образцам испытывали аналогичные образцы без приложения нагрузок в той же коррозионной среде. Результаты кратковременных статических испытаний образцов до разрушения показали, что в условиях опыта влияние коррозионной среды на параметры диаграммы растяжения а(е) незначительно. Это позволяет в расчетах долговечности по приведенным формулам использовать значения механических характеристик, найденных при испытаниях образцов на воздухе. Необходимо отметить, что зависимость между интенсивностью напряжений 0г и интенсивностью деформаций Е достаточно хорошо аппроксимируется степенной функцией вида Oi — si K Поскольку большинство применяемых металлов проходили онределеннун> термическую обработку, то образцы не обнаруживали заметную-анизотропию механических характеристик, т. е. при теоретическом определении напряженно-деформированного состояния и предельной несущей способности образцов использовали теорию пластичности изотропных деформируемых тел. [c.60]

Ге = 0,8-0,9. После соогветствующей термообработки этот вид анизотропии может исчезнуть. Тем не менее этот фактор при анализе напряженно-деформированного состояния труб при испытаниях необходимо учитывать, поскольку после нагружения труб с приварными днищами имелись случаи остаточной деформации в продольном направлении. Это означает, что в случае защемления труб (вг = 0) в них может меняться соотношение главных напряжений гпя. Следует заметить, что снижение Ге по сравнению с единицей означает, что в направлении толщины стенки трубы прочность должна быть ниже, чем в окружном и продольном направлениях. Степень изменения временного сопротивления металла по толщине труб обозначим через Го === сТвз/Оа, где Овз - прочность металла по радиальному направлению (тю толпщне) СТв = оГв1 = 0 2 - прочность металла в окружном или продольном направлениях. [c.555]

На основании теории пластичности анизотропных металлов Р. Хилла [95] для труб с нормальной анизотропией интенсивность напряжений а( и деформация определяются по формулам [c.555]

Известно, ЧТО сила трения между поверхностями пластмассы и металла (если пренебречь фактором пропахивания ) равна напряжению сдвига в объеме пласт.массы, умноженному на действительную площадь контакта. Для большинства пластмасс эта закономерность соблюдается. Политетрафторэтилен, однако, представляет собой исключение. Фрикционные характеристики его пленок значительно лучше фрикционных характеристик, вычисленных таким образом (при те.мпературах ниже температуры размягчения). По всей вероятности, указанные особенности являются результатом анизотропии политетрафторэтилена. В этом отношении он напоминает графит и другие слоистые твердые смазки. Принято считать, что сравнительно большие атомы фтора в политетрафторэтилене способны экранировать меньшне углеродные атомы. Длинные и жесткие молекулы политетрафторэтилена не проникают друг в друга и мог 1 [c.120]

Характерной особенностью кристаллов вообще и металлов в частности является анизотропия, или векториальность, свойств. Анизотропией называется зависимость химических, физических и механических свойств от направления осей монокристалла. Например, предел прочности искусственно выращенного монокристалла меди при изменении направления приложенных сил возрастает от 14 до 35 кг1мм . В то же время предел прочности образца обычной пирометаллургической меди составляет величину порядка 23 кг1лш , независимо от того, в каком направлении приложено напряжение растяжения. Чем объяснить такое несоответствие [c.9]

Смотреть страницы где упоминается термин Металлы, анизотропия под напряжением: [c.105] [c.321] [c.198] [c.89] [c.105] [c.321] [c.59] [c.249] [c.554] [c.52] [c.660] [c.192] [c.193] [c.265] [c.451] [c.534] [c.626] [c.144] [c.159] [c.2] [c.44] [c.334] [c.72] [c.12] [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология