Напряжение механическое рекристаллизации

Все эти явления происходят скачкообразно, н нх следует рассматривать как своеобразные фазовые превращения — рекристаллизацию, состоящую в изменении расположения кристаллических областей в пространстве. В отсутствие механических воздействий устойчивость кристаллической области не зависит от ее расположения. При наложении же одноосного напряжения возникает различие в устойчивости, зависящее от величины угла между направлением растяжения и направлением расположения кристаллических областей. Если угол близок к нулю, кристаллическая область более устойчива и температура ее плавления выше, так как внешняя сила противодействует разрушению кристаллической области под влиянием теплового движения. Если же угол близок к 90°, кристаллическая область становится неустойчивой, так как температура плавления понижается с возрастанием механического напряжения, стремящегося оторвать цепные молекулы друг от друга, т. е. способствующего плавлению. Поэтому при достижении определенной величины напряжения происходит рекристаллизация. приводящая к наиболее стабильному состоянию когда [c.201]

Размеры структурных элементов существенно влияют на механические свойства полимеров, при этом чем они больше, тем больше напряжение рекристаллизации, больше хрупкость образца и меньше его удлинение [23]. Наилучшие механические свойства достигаются при достаточно малых размерах сферолитов. Естественно, что процесс разрушения структуры полимера при приложении внешней силы, как и процесс ее образования, носит многоступенчатый характер. Это особенно существенно при изучении закономерностей деформации полимеров. При любом малом и кратковременном приложении внешней силы происходит разрушение каких-либо ступеней структуры полимера, которые в различной степени перестраиваются и вновь образуются как в процессе деформирования, так и после его прекращения. Поэтому под процессом рекристаллизации следует понимать любые преобразования как первичной, так и вторичной кристаллической структуры [19]. [c.21]

На кривой нагрузка — удлинение кристаллических полимеров выделяют три характерные области (рис. 11.10). В области / деформация пропорциональна удлинению и происходит в основном за счет деформации аморфной части полимера. Структура материала при этом не меняется. При переходе от области I к области II в точке перегиба в образце возникает утоненный участок (один или несколько), длина которого быстро увеличивается. Этот участок называют шейкой. На стадии роста шейки происходит ориентация кристаллических структур в направлении вытяжки, исчезновение (плавление) тех кристаллических областей, которые оказались расположенными перпендикулярно направлению растяжения, и рост новых, ориентированных по направлению растяжения. В области II полимеру свойственны высокие прочность и удлинение. То напряжение, при котором под влиянием механических нагрузок происходит процесс плавления существовавших в полимере кристаллических областей и образование новых, ориентированных в направлении растяжения, называют напряжением рекристаллизации. Рекристаллизация приводит к тому, что в области III деформируется уже новый прочный материал — шейка, деформация которого заканчивается разрывом образца (точка А). [c.31]

Рекристаллизация обусловлена зависимостью температуры плавления кристаллов от их ориентации относительно направления действия сил. Прп отсутствии механической нагрузки устойчивость кристаллических областей не зависит от их расположения. При приложении растягивающего усилия, направленного перпендикулярно к этим областям, в полимере возникает напряжение, которое стремится оторвать друг от друга элементы кристаллита, что приводит к снижению температуры плавления. Плавление наступает, как только эта температура достигает температуры образца. [c.454]

Поскольку существование предельного напряжения ползучести не доказано, то пределом ползучести при данной температуре или при заданной продолжительности нагружения называют постоянное напряжение, которое вызывает деформацию заданной величины или определенную скорость деформации. Ускоренные методы определения предела ползучести не учитывают различия физико-хими-ческих и структурных процессов при кратковременном и длительном нагружении. Многие закономерности изменения сопротивления ползучести и обычных механических свойств в зависимости от внутренних и внешних факторов различны, а иногда даже противоположны. В процессе ползучести при повышенных температурах происходит непрерывное изменение структуры. При рекристаллизации (рост зерен) скорость ползучести значительно возрастает, т. е. сопротивление ползучести уменьшается. В отличие от кратковременной прочности, сопротивление ползучести в ряде случаев понижается в результате деформации и потому для некоторых материалов снижение пластичности приводит к повышению сопротивления ползучести. В результате ползучести снижается работоспособность не только разрывных, но и выщелкивающих мембран, хотя и в значительно меньшей степени. Последние через определенное время могут потерять устойчивость и для них кроме критической нагрузки важной характеристикой может являться также критическое время или критическая деформация. [c.161]

По характеризует энтропийный фактор процесса диффузии. Эта величина связана с частотой элементарных актов диффузии и оптимальным числом степеней свободы диффузионной системы [42, с. 251 44, с. 500]. При деформации полимерного образца напряженность и конфигурация кинетических структурных элементов меняются. Эти изменения энтропийного характера ускоряются с увеличением температуры. Поэтому следует ожидать, что деформирование полимера будет усиливать температурную зависимость Оо- По-видимому, усиление температурной зависимости должно иметь место и для величин и Р . Особенно интенсивно совместное влияние температуры и механических напряжений на диффузионные процессы должно проявляться в кристаллических полимерах. Увеличение напряженности, как известно, изменяет температуры рекристаллизации и стеклования полимеров. [c.80]

Молекулярный механизм развития вынужденно-эластической деформации кристаллических полимеров принципиально отличается от рассмотренного выше. В данном случае подвижность полимерных молекул ограничивается наличием кристаллических областей. Следовательно, любое изменение конформации полимерной цепи влечет за собой изменение кристаллической структуры, реализуемое посредством рекристаллизации поэтому напряжение, соответствующее пределу текучести, иногда называют напряжением рекристаллизации. Действие механических напряжений по-разному изменяет температуру плавления различных элементов структуры. Для благоприятно ориентированных элементов температура плавления повышается и, следовательно, возрастает их стабильность. Напротив, температура плавления элементов с неблагоприятной ориентацией может существенно снизиться поэтому в процессе деформации эти структурные элементы плавятся и потом вновь кристаллизуются в виде более устойчивых структурных форм. [c.29]

Оказалось, что прочность, деформируемость и напряжение рекристаллизации изменяются в широких пределах в зависимости от условий структурообразования. Естественно было предположить, что эти различия в механических свойствах в первую очередь обусловлены различием размеров сферолитов. Однако оказалось, что такая связь не может быть установлена, если процессы структурообразования осуществлялись в различных условиях. Примером этого могут служить пленки, полученные из расплава при 80 и из раствора при 70°, обладающие различными размерами сферолитов (рис. 1, б и 2, г) и практически одинаковыми механическими свойствами. Только в тех случаях, когда процессы структурообразования проходили п [c.399]

Изучение механических свойств показало, что наибольшими прочностями и разрывными удлинениями обладают пленки, полученные из расплава при 150° (рис. 7, а, кривая 2). Видимая в микроскоп структура такой пленки представлена на рис. 1, а. Образец, также полученный из расплава, но прп 80° (рис. 1, б), сохраняет высокие значения деформируемости, но не обладает столь высокими значениями прочности и напряжения рекристаллизации. Сферолитоподобные образования в образцах, полученных из расплава при двух различных температурах, показанные на микрофотографии (рис. 1, а и б), малы и близки по размерам. Естественно предположить, что процессы структурообразования при 150 и 80° протекают по-разному, что и вызывает различие в механических свойствах пленок. [c.401]

Описанная закономерность очень хорошо иллюстрируется данными механических испытаний ориентированных полиэтиленовых пленок при разных температурах (табл. 10). При температуре выше —15° С при данной скорости деформации полиэтилен ведет себя, как податливый материал, способный к рекристаллизации в процессе растяжения в любом направлении. При —60° С полиэтилен по механическому поведению близок к хрупким материалам. Поэтому при температуре вплоть до —15° С разрывное удлинение в направлении, перпендикулярном ориентации, больше, чем в параллельном направлении. Это указывает на наличие рекристаллизации в процессе деформирования, что характерно для кристаллических полимеров. При —60° С напряжение рекристаллизации выше, чем предел прочности в перпендикулярном направлении, и полиэтилен разрушается при малых удлинениях раньше, чем начнется процесс рекристаллизации. [c.224]

НЫХ образцов приведены на рис. 3 и в табл. 2. Как видно, предварительная деформация изменяет механические свойства образцов гуттаперчи, полученных из расплава и раствора. При этом значительно понижается напряжение рекристаллизации и возрастает разрывное удлинение. У образцов, полученных из расплава, заметно возрастает прочность. [c.405]

Изменяются прочность, максимальное удлинение, напряжение рекристаллизации и другие механические характеристики. [c.25]

Слонимский и Ершова [982] обнаружили при 180—190° заметное изменение механических свойств полигексаметиленадипинамида, проявляющееся в потере способности к значительной деформации и в независимости напряжения рекристаллизации от температуры. [c.264]

Механизм коррозионных разрушений сварных соединений определяетея приложением энергии в месте соединения тепловой энергии при сварке термического класса (дуговой, газовой, электрошлаковой, электроннолучевой, лазерной, плазменно-лучевой) давления и тепловой энергии при сварке термомеханического класса (контактной, диффузионной, дугопрессовой, газопрессовой и др.) механической энергии и давления при сварке механического класса (холодной, взрывом, магнитно-импульсной, ультразвуковой, трением). При этом происходят необратимые физико-химические изменения металла в зоне соединения вследствие процессов плавления и кристаллизации полимерные превращения распад пересыщенных твердых растворов старение, рекристаллизация усложнение напряженного состояния в связи с возникновением собственных напряжений и формаций. [c.494]

Согласно этим определениям, перестройка надмолекулярной структуры, происходящая при растяжении образца кристаллического полимера (образование шейки ), должна рассматриваться как процесс рекристаллизации. Действительно, при растяжении под действием внешних механических напряжений происходит разрушение ряда или даже всех ступеней надмолекулярной структуры и образование их вновь либо непосредственно в процессе деформации, либо после ее окончания, т. е. происходит одно- или многоступенчатое плавление и кристаллизация. [c.270]

Это напряжение, называемое напряжением рекристаллизации (а также пределом вынужденной высокоэластичности, если не подчеркивать специфику механизма развития больших деформаций), является важной механической характеристикой полимерного тела. Оно, естественно, резко зависит от типа и соотношения развившихся в полимере надмолекулярных структур и может быть поэтому весьма различным для двух образцов одного и того же полимера, претерпевших в прошлом разные тепловые, механические и другие физические воздействия. [c.271]

О влиянии гидростатического давления на механические характеристики в литературе встречаются противоречивые данные. Так, в одной из работ показано, что приложение высокого гидростатического давления к образцам полиэтилена и тефлона повышает прочностные характеристики — напряжение рекристаллизации, предел прочности при растяжении и т. д. В другой работе отмечалось увеличение хрупкости с ростом гидростатического давления, а также падение прочности и возрастание модуля упругости. [c.275]

Наблюдаемое на практике при хранении или эксплуатации изменение свойств полимерного изделия может быть обусловлено как процессами чисто химической природы (окисление), так и процессами в основе которых лежат физические явления (кристаллизация, рекристаллизация и т. п.). Можно думать, что последние в боль-щей степени оказывают влияние на тип и степень совершенства надмолекулярных образований, а следовательно, и на комплекс эксплуатационных свойств. Рис. 3.2 иллюстрирует наличие связи между степенью кристалличности и механическими свойствами образцов полипропилена в процессе термостарения [10, 26—29]. Как следует из этого рисунка, изменение механических свойств полипропилена при тепловом старении согласуется с изменением степени его кристалличности. В начальный период теплового старения увеличивается разрушающее напряжение и несколько уменьшается отно- [c.70]

Одной из важных характеристик волокон является их устойчивость при повышенных температурах, определяемая теплостойкостью и термостойкостью волокон. Теплостойкость (обратимое изменение механических свойств волокна, подвергнутого действию высоких температур) зависит от интенсивности межмолекулярного взаимодействия и гибкости макромолекул. При повышенной температуре и даже небольших напряжениях проис.ходит разрыв части межмолекулярных связей, вызывающий течение полимера. Возможно, частично происходит также рекристаллизация полимера. При охлаждении волокна восстанавливаются исходная структура и механические свойства волокна. [c.211]

Тамман и другие исследователи установили, что при механической обработке свойства отдельных кристаллитов не изменяются. Твердость и структура их кристаллической решетки также не изменяются. Изменяется только их внешняя форма. Считают, что с этим связано уменьшение внутренних напряжений, которые существуют в металле. Обычно тонкозернистые структуры, например быстро охлажденные сплавы или эвтектики, обладают большей твердостью, чем грубозернистые. При холодной обработке происходит измельчение структуры обрабатываемого материала. Если длительным нагреванием (отжигом) дать возможность зернам вновь вырасти, то металл приобретает свои первоначальные свойства. Это явление называется рекристаллизацией. Кроме того, при вытягивании металлической проволоки кристаллиты, которые до этого имели беспорядочную ориентировку, располагаются примерно параллельно друг другу. Благодаря этому [c.552]

Этот вид термической обработки предупреждает хрупкий излом при объемно-напряженном состоянии и деформации сварных деталей после механической обработки в последнем случае повышается точность размеров деталей. Отпуск часто пспользуют для улучшения структуры и пластических свойств сварного шва, а также для рекристаллизации накленанной стали. Термическую обработку данного вида применяют главным образом для отпуска сварных конструкций из легированных сталей. [c.266]

В отсутствие значительных перепадов давления кварцевое стекло можно примонять до 1250 °С, однако вакуумированные кварцевые приборы претерпевают постепенную деформацию уже при 1150 С. Оба явления, рас-стекловывание и появление пластичности, делают кварцевое стекло непригодным для проведения опытов в течение длительного времени при темпе- ратурах выше 1000 °С. Другие стекла можно использовать (с учетом толщины стенок и продолжительности механических нагрузок) приблизительно до температуры рекристаллизации. Последняя соответствует той минимальной температуре, при которой в стекле постепенно снимаются механические напряжения, что соответствует величине вязкости стекла 10 —10 Па-с. Приборы из неотожженного, т. е. слишком быстро и неравномерно охлажденного, стекла могут неожиданно растрескиваться без видимой причины. Часто это происходит вследствие наличия на поверхности приборов незначительных повреждений, возникающих, например когда их очищают, применяя слишком твердые и острые предметы, или когда прибор кладут на поверхность каменной настольной плиты. [c.15]

На рис. 6 дана зависимость напряжения от деформации для образцов, структура которых представлена на рис. 5, б видно, что общий характер зависимости деформации от температуры сохраняется. Существует интервал температур (—110°, —60°), в котором происходит хрупкое разрушение образцов и также обнаруживается снижение прочности с ростом температуры. Затем в интервале от — 60 до —10° происходит значительное растяжение пленок с образованием шейки, структура которой также не видна. При —10° и выше при возникновении шейки наблюдается ступенчатый распад с образованием последовательных шеек. Новая информация, которая была получена при исследовании образцов такого типа (с оптически неразличимыми элементами структуры исходного образца), практически сводится к тому, что для них существуют температурные области, в которых происходит резкое изменение свойств ППО в условиях деформации растяжения значительное уменьшение размеров э.лементов надмолекулярной структуры полимера проявляется в том, что начало развития больших деформаций с образованием последовательных шеек обнаруживаются на 15—20° ниже, чем в образцах с крупносферолитной структурой, и нет такого резкого скачка в значениях разрывных деформаций в температурной области второго перехода, т. е. перехода к распаду с образованием последовательных шеек. Сравнение графиков зависимости напряжения от деформации (рис. 2 и 6) показывает, что значения напряжений рекристаллизации во всем исследованном интервале температур и прочностей в области хрупкого разрушения значительно выше у образцов с крупносферолитной структурой. Эти различия в механических свойствах, очевидно, связаны с особенностями надмолекулярного строения исследованных образцов. [c.427]

Процесс плавл0пия существовавших в полимере кристаллов под действие.м механических напряжений и образование новых кристаллов, ориентированных в направлении растяжения, называется процессом рекристаллизации. Напряжение, соответствующее перегибу на кривой сг — Е, называется напряжением рекристаллизации. Появление же оптической и механической анизотропии свидетельствует о протекании в образце полимера фазового перехода. [c.123]

Стуктурные изменения могут возникнуть в материале в результате длительного воздействия температуры и напряжения. При этом возможно изменение механических свойств металла, особенно в ди-сперсионно-твердеющих сплавах и некоторых легированных сталях. Указанные структурные изменения включают рост зерна, явления рекристаллизации и возврата, выделение легированных карбидных, нитридных и интерметаллидных соединений, сфероиди-зацию и выделение вторичных фаз и в конечном итоге графитизацию стали вследствие распада карбидов (рис. П.8). Все эти изменения в структуре влияют на характеристики ползучести металла и приводят к повышению вероятности разрушений от ползучести. На электростанциях известно несколько случаев разрушений элементов, работающих под давлением, которые произошли вследствие образования свободного графита в виде чешуйчатых прослоек вблизи сварных швов (рис. 11.9) в сталях, содержащих высокие добавки алюминия [13]. Поскольку при температурах выше рабочих графит и железо термодинамически более стабильны, чем цементит, рассматриваемая проблема может быть решена правильным выбором химического состава сталей. В свое время было показано [14], что разрушения, связанные с графитизацией, характерны для сталей, содержащих 0,5% Мо (рис. 11.10). Поэтому химический состав стали должен выбираться только по результатам испытаний на ползучесть достаточной длительности. [c.434]

Если образование шейки происходит в закристаллизованном полимере выше температуры его стеклования, то оно сопровождается двойньш фазовым превращением. Эти фазовые превращения (кристаллическая структура / — аморфное тело —кристаллическая структура II) являются, по существу, процессами рекристаллизации. Поэтому напряжение, соответствующее точке с, т. е. началу образования шейки, называют напряжением рекристаллизации и оно является важной механической характеристикой кристаллических полимеров. [c.385]

Если затем подвергнуть образец длительному прогреву при температуре, близкой к температуре плавления кристаллитов (например, при 313° в течение 35 час.), то, как показали Томас и др., степень кристалличности несколько повышается (с 72 до 82%). При этом механические свойства образца изменяются так, что предел пропорциональности (или, как это называется 1выш5, — напряжение рекристаллизации или высота площадки) остается без изменения, а относительное удлинение возрастает почти в два раза. Если по данным Томаса построить кривые растяжения, то можно видеть, что длина площадки увеличивается более чем в два раза. [c.18]

Следовательно, процесс образования и развития шейки можно рассматривать как фазовое превращение, как своеобразную рекристаллизацию образца в силовом поле. Поэтому условное напряжение, при котором Образуется шейка , называют напряжением рекристаллизации (Зрекр) и оно является важной механической характеристикой кристаллических полимеров. [c.107]

К отжигу относится также вид термической обработки, вызывающей рекристаллизацию и возврат металлам свойств, изменившихся вследствие деформации металла при его механической обработке. При этом происходит снятие внутр них напряжений, переход всхлокнистой структуры в мелкозернистую или крупнозернистую структуру. При рекристаллизации обычно уменьшаются пределы прочности, упругости и текучести и твердость с одновременным увеличением удлинения и сопротивления удару. В отличие от первого вида отжига здесь имеют значение только температура нагрева и время выдержки скорости нагрева и охлаждения заметной роли не играют. [c.453]

Здесь следует еще упомянуть, что для первого случая возникновения шейки этот эффект можно рассматривать как двойное фазовое превращение в полимерах (кристалл->аморфное тело-> -жристалл) или как своеобразное явление рекристаллизации образца в силовом поле. Поэтому условное напряжение, при котором образуется шейка, называют напряжением рекристаллизации стрекр, и оно является важной механической характеристикой кристаллических полимеров [2]. [c.187]

Следует остановиться также на зависимости деформационных свойств от скорости механического воздействия. Общим результатом исследований в этом направлении является вывод об увеличении напряжения рекристаллизации с ростом скорости растяжения. Это правило справедливо для многих полимеров, и его легко продемонстрировать на примере полиэтилена и сополимеров этилена с пропиленом Растяжение этих полимеров сопровождается обра- [c.262]

Сложный характер деформационных процессов в кристаллических полимерах обусловливает и сложный характер зависимости механических характеристик от скорости деформирования. Так, кривая зависимости предела прочности и напряжения рекристаллизации от скорости деформации проходит через максимум и отчетливо подразделяется на три участка На каждом из этих участков преобладает определенный механизм деформации (вынужденная эластичность или пластическое течение). Для объяснения зависимостей Орекр от температуры и скорости деформирования рассматривают влияние двух процессов расстекловывания аморфной и плавления кристаллической частей полимера. [c.263]

Процесс рекристаллизации медных сплавов с образованием крупного зерна протекает в случае горячей механической обработки при критических деформациях в пределах 10—15%. Рекристаллизация обработки с образованием мелкого зерна происходит тогда, когда горячая обработка давлением производится при более высоких закритических деформациях и при установленных температурах обработки для меди 800—950° и для латуней и бронз 750—850°. На основании этого горячая штамповка и горячая прокатка меди и медных сплавов должны производиться с обжатием выше 157о за каждый ход машины-орудия. Поскольку медные сплавы имеют узкий интервал температур горячей обработки давлением и в конечной стадии обработки сплава приобретают пониженную пластичность, для сплавов этой группы следует применять виды нагружения при обработке с возможно наименьшими растягиваюши-ми деформациями и напряжениями. Поэтому горячая штамповка. медных сплавов обычно производится или закрытыми методами обработки (штамповка в закрытых штампах), или открытыми, но с ограниченным уширением. [c.235]

Основы теории рекристаллизации созданы главным образом для металлов и металлических сплавов, подвергнутых холодной пластической деформации. В таких материалах развитию первого этапа процесса рекристаллизации — рекристаллизации обработки— предшествует низкотемпературный возврат и отдых. Иногда развивается полигонизация, в значительной степени стабилизирующая микроструктуру и снимающая механические напряжения путем перераспределения дислокаций одного знака в малоугловые границы и апнигиляции дислокаций противоположного знака, расположенных в одноименных плоскостях скольжения. [c.233]

К отжигу относится также термическая обработка, связанная с рекристаллизацией сплава и возвращением металлу свойств, измененных при его механической обработке вследствие деформации металла. При этом также происходит уиичтоженне внутренних напряжений и превращение волокнистой структуры в мелко- или крупнозернистую. В результате рекристаллизации обычно уменьшаются предел прочности при растяжении, пределы упругости и текучести и твердость металла, но одновременно возрастает сопротивление удару. В отлнчие от первого вида отжига, в этом случае на свойства наиболее существенно влияют только температура нагревания и продолжительность выдержки, а скорость нагрева и охлаждения ие имеют большого значения. [c.153]

Причиной рекристаллизации неблагоприятно ориентированных кри-сталл.ических образований является понижение их температуры плавления под действием механического напряжения. Изучение механизма плавления анизотропных полимеров [58], находящихся под напряжением, показало, что при действии внешних сил в то же направле.нии, что и при воздействии первичных сил при протекании процесса кристаллизации, температура плавления кристаллитов повышается, а при действии их под углом или в поперечном к ним направлении — снижается. Эти эффекты становятся заметны при таком значении внешних напряжений, которое достаточно для снижения температуры плавления некоторых областей до температуры всего образца, после чего начнна- [c.174]

На этом участке вследствие механической активации повышается сегментная подвижность макромо-лекул и происходит перестройка структуры материала, сопровождаемая выделением теплоты. Отрезок на участке может быть практически горизонтальным, если скорость релаксации материала оказывается соизмеримой со скоростью деформации образца. При переходе от участка А к участку Б наблюдается максимум на кривых о=/ (е), который отвечает условию йа/с е=0. Напряжение пленок аморфных полимеров в этой точке называется пределом вынужденно-эластической деформации Овын.э. , кристаллических — напряжением рекристаллизации Орекр. Участок В — участок ориентации и удлинения ориентированного образца. При ориентации прочность материала существенно увеличивается, достигая нередко 2—5-кратной прочности неориентированного образца. При дальнейшей деформации в пленке возникают микротрещины, напряжение после достижения предельного значения Ор падает (участок Г) происходит разрыв пленки. [c.72]