Деформация и локальное упрочнение

Завершающей технологической операцией, влияющей на достояние поверхности труб, является очистка от продуктов высокотемпературной (окалина) и атмосферной (ржавчина) коррозии. При этом геометрия и физико-механическое состояние поверхностного слоя существенно зависят от режимов обработки, применяемой среды и инструмента. Так, при очистке трубопроводов скребками-резцами возможны высокая степень пластической деформации локальных участков на поверхности трубы, а также риски, подрезы и т. д. Эти концентраторы напряжений являются потенциальными очагами развития коррозионно-усталостных трещин. Очистка трубопроводов с применением проволочных щеток хотя и исключает повреждения поверхности труб в виде подрезов, но в зависимости от режимов обработки вследствие деформационного упрочнения может понижать коррозионную стойкость металла. [c.252]

Следовательно, способность металла к пластической деформации и упрочнению в данном случае определяется возможностью образования плоскостей скольжения. Условия, необходимые для образования большого числа сдвигов, определяются не только индивидуальными свойствами кристаллической решетки, но и характером действующей нагрузки. При микроударном воздействии вследствие импульсного и локального характера нагружения создаются благоприятные условия для образования большого числа сдвигов. В этих условиях особенно сильно проявляются индивидуальные свойства кристаллической решетки. Так, многие металлы (медь, никель, алюминий и др.), имеющие кристаллическую решетку одинакового типа, проявляют различную способность к упрочнению в процессе микроударного воздействия. [c.125]

ЛОКАЛЬНОЕ УПРОЧНЕНИЕ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ НЕКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ ТЕЛ [c.263]

Квазихрупкий излом включает в себя характерные признаки вязкого и хрупкого разрушения и образуется возникновением макроскопической деформации, не превышающей 10-15%. Предельная деформация (относительное сужение кромок разрыва) вязкого разрушения составляет более 10-15%. Основной причиной вязкого разрушения является явление потери устойчивости (образование шейки) общей (макроскопической) или локальной пластической деформации (рис. 2.1). Как будет показано ниже, предельная равномерная деформация (до момента образования шейки) составляет около (0,6-1,0)п, где п - коэффициент деформационного упрочнения металла. Для многих сталей п = 0,1-0,4. Следовательно, вязкое разрушение трубопроводов и сосудов должно сопровождаться заметным утонением стенок (более 15%) вдали от разрыва при соот- [c.66]

Таким образом, механохимический эффект должен интенсивно нарастать при пластической деформации на стадиях деформационного упрочнения этот эффект будет значительно меньше на стадии легкого скольжения и на заключительной III стадии, когда наблюдается затухание деформационного упрочнения в связи с развитием процессов поперечного скольжения дислокаций. Эти процессы приводят к исчезновению дислокационных скоплений, несмотря на рост общего числа дислокаций, выходящих на поверхность и дающих основной вклад в деформацию в ходе легкого скольжения. Ускорение анодного растворения металла обусловлено локальным понижением равновесного (стандартного) потенциала в окрестности дислокаций по мере увеличения их числа в группах, образующих плоские скопления перед барьерами в процессе деформационного упрочнения. [c.57]

Отсюда следует, что если при деформации металла пластичность высока, а упрочнение (показатель степени в экспоненте) невелико, то локальный механохимический эффект в основном зависит от величины пластической деформации и примерно пропорционален той ее части, которая связана с новыми дислокациями (в пределах стадии II деформационного упрочнения). [c.58]

При действии агрессивной среды (деструкция, набухание) на резину, находящуюся под постоянной растягивающей нагрузкой, время до ее разрушения определяется скоростью диффузии среды и нагрузкой и может быть рассчитано из формулы, связывающей время до разрыва резины и напряжения х=Ва , и закона суммирования повреждений Бейли в предположении, что напряжением в слое резины, в который проникла жидкость из-за уменьшения модуля упругости, практически можно пренебречь. Такой способ расчета можно использовать, например, для резины из бутилкаучука в азотной и уксусной кислоте. При локальном разрушении (образование трещин), как, например, при контакте резины из СКФ с азотной кислотой, разрыв происходит быстрее, чем следует по расчету, из-за наличия концентраторов напряжения. Ряд особенностей разрушения резин при растяжении связан с изменением их структуры, основным из которых является ориентационное упрочнение. Молекулярная ориентация при растяжении сопровождается разрушением слабых структур (размягчение) и приводит к появлению так называемой критической деформации екр, т. е. в результате увеличения деформации растяжение резины приводит к уменьшению ее долговечности только до определенной критической деформации, выше которой долговечность увеличивается (до определенной степени деформации). При действии жидких сред вследствие набухания резины, более равномерного распределения напряжений, ослабляющих роль ориентационного упрочнения в вершинах трещин, область критической деформации сдвигается в сторону больших деформаций по сравнению с действием той же газообразной среды (табл. 4.10). [c.124]

В предлагаемой научной монографии рассмотрено локальное разрушение резин, наблюдаемое при сравнительно небольших деформациях, характерных для условий эксплуатации подавляющего большинства резиновых изделий. Впервые подчеркивается сходство закономерностей различных процессов, ведущих к разрушению. Приведена математическая модель, описывающая сложную зависимость долговечности резин от напряжения с учетом развития ориентации и упрочнения при деформации. Рассмотрены возможности создания ориентированных структур, способствующих упрочнению резин при малых деформациях. [c.2]

Таким путем удалось определить локальную величину деформации эластомера в месте роста надрыва. Деформация в вершине растущего дефекта эластомера в 2—3 раза превышает деформацию образца в целом. Естественно, что дополнительная деформация в вершине дефекта способствует упрочнению материала в этом месте. Поэтому степень дополнительного удлинения в месте роста надрыва, зависящая от релаксационных свойств эластомера, была предложена в качестве характеристики, определяющей прочностные свойства полимеров. [c.195]

Процесс разрушения протекает во времени и сопровождается накоплением и ростом дефектов в материале, которым сопутствуют деформации, незначительные в начале действия нагрузки и резко возрастающие перед разрушением. Деформации, являющиеся следствием только процессов разрушения, всегда развиваются с возрастающей во времени скоростью, если действующая нагрузка и температура постоянны. Так как наблюдать их очень трудно, в реальных условиях эксплуатации изделий процесс разрушения обычно характеризуют не деформациями, а долговечностью. Чтобы измерить деформации разрушения, нужно наблюдать за образцом непосредственно перед его разрушением, когда деформации упрочнения малы по сравнению с деформациями разрушения. Истинное течение при этом должно отсутствовать, т. е. испытание должно проводиться при пониженной температуре. Однако эти деформации, измеренные при разрушении образца, не отражают изменения структуры всего материала. Они характеризуют главным образом локальное развитие тех дефектов, из-за которых происходит разрушение образца. [c.30]

Выше было отмечено, что локальное перераспределение конформаций цепей в сдвиговом поле вносит соответствующий вклад в постепенное ослабление полимерных тел. Однако можно перевести материал в целом в преимущественно направленное или анизотропное состояние. Это достигается посредством одноосного течения материала вблизи или выше при его неупругой деформации с последующим охлаждением, которое фиксирует остаточную деформацию тела. В таких анизотропных прозрачных некристаллических телах обнаруживается двойное лучепреломление, связанное с различными скоростями прохождения света с данной длиной волны в направлениях, параллельном и перпендикулярном плоскости организованных цепей. Ориентация цепей часто приводит к значительному деформационному упрочнению (см. Влияние молекулярной ориентации на механическое разрушение , К. Сяо). [c.276]

Н. Н. Давиденков отмечает возможность своеобразной конкуренции процессов отдыха и упрочнения в ходе деформации образца [189] появление скачков связывалось также с представлениями о локальном расплавлении материала в узкой зоне скольжения, или с кратковременным локальным нагревом [193, 194]. [c.66]

На рис. 192 представлено влияние величины предварительного напряжения, приложенного к стеклянным волокнам бесщелочного состава диаметром 17 лек, подвергнутых термообработке в течение 1 часа при 400° С, на их прочность. Повышение прочности предварительно напряженных волокон наблюдается как при высокой температуре (400° С), так и после охлаждения до 20° С. Авторы [174—176] считают, что эффект упрочнения связан с перераспределением опасных локальных напряжений, концентрирующихся в вершинах микротрещин вследствие некоторого развития неупругих деформаций в стеклянных волокнах при высоких температурах. [c.345]

В соответствии с гипотезой Г. В. Карпенко и Р. И. Крипякевича во В ремя деформации металла водород диффундирует к местам избыточной свободной энергии — к областям с максимальными растягивающими напряжениями. В этих областях водород стабилизирует коагуляции вакансий, молизуясь в них, и приводит к локальному затруднению деформации, локальному упрочнению в микрообъеме. Процесс зарождения трещины по Г. В. Карпенко и Р. И. Крипяке-вичу связан с совместным воздействием двух факторов [c.162]

Известно, что при увеличении интенсивности наводороживания (скорости накопления водорода) быстрее происходит разрушение стали и при меньших концентрациях водорода. Это связано с изменениями условий релаксаций внутренних напряжений. При низких внешних нагрузках либо при незначительной агрессивности коррозионной среды, когда обеспечивается слабый диффузионный поток водорода, возникшие напряжения успевают частично релаксироваться за счет локальной пластической деформации у краев образовавшейся трещины, поэтому последняя не растет. В этом случае время релаксации значительно меньше времени нарастания напряжений. При интенсивном наводороживании внутренние напряжения быстро нарастают, и процессы релаксации не успевают происходить даже в начальный период наводороживания. В результате блокирования водородом дислокаций подвижность их постепенно уменьшается, что приводит к локальному упрочнению металла. При достижении критических концентраций водорода, когда у краев трещины полностью теряется подвижность дислокаций, происходит хрупкое разрушение металла без следов пластической деформации. [c.40]

Разрушение при коррозионной усталости под действием среды и циклических нагрузок происходит в два периода зарождение трещины (4) и ее развитие до критического размера (/р) с последующим лавинным разрушением. В инкубационной стадии первого периода под действием циклических нагрузок происходит накопление пластической деформации и упрочнение металла, сопровождающееся ростом локальных напряжений. Механические процессы инкубационного периода определяются возникновением и движением дислокаций и вакансий-дефектов на атомном уровне — без разрыва межатомных связей. Эти процессы усиливают химическую и электрохимическую микронеоднородность поверхности. Это, в свою очередь, приводит к появлению первичных коррозионных пар и возникновению коррозионных углублений, перерастающих в дальнейшем в первичные концентраторы напряжений. Вторая стадия первого периода характеризуется нарушениями сплошности в связи с появлением субмикро- и микротрещин в результате механических процессов (слияние дислокаций и вакансий, образование разрывов, обусловленных концентрацией напряжений) и коррозионных процессов (в зонах с высоким градиентом микроэлектрохимической гетерогенности поверхности, преимущественно в местах скоплений дислокаций в полосах скольжения, границ блоков, зерен, у двойников, частичек второй фазы, включений и т. д.). [c.114]

С учетом всех перечисленных выше фактов предлагается следующая модель деформационного поведения эластомеров ниже их температуры перехода в стеклообразное состояние. В области I межмолекулярное притяжение достаточно сильное и сегменты цепей подвергаются энергоэластическому деформированию. Вначале постеиенно и затем за пределом вынужденной эластичности более активно происходит проскальзывание и иереориентация сегментов цепей. Разрыв цепей незначителен, поскольку цепи проскальзывают, а не разрываются. В температурной области II, где происходит хрупкое разрушение независимо от предварительной ориентации, межмолекулярное притяжение, по-видимому, достаточно велико, так что осевое нагружение сегментов цепей сравнимо с их напряжением разрушения. При отсутствии локального деформационного упрочнения наибольшая трещина, возникающая в образце в процессе его деформации до значения 5%, будет быстро расширяться, вследствие чего прекратится рост любых других зародышей трещин. На примере термопластов было показано, что образования, по существу, одной плоскости разрушения едва достаточно для получения регистрируемого количества сво- [c.214]

Акустико-эмиссионные испытания образцов сталей эксплуатировавшихся трубопроводов. Испытьшали образцы, вырезанные при ремонтных работах из труб газопроводов, эксплуатировавшихся от 15 до 25 лет. Деформирование проводили на испытательной машине типа "Инстрон" с постоянной скоростью деформации, равной 1 мм/мин. Испытывали образцы как основного металла, так и вырезанные из зоны сварного шва. Основные результаты испытаний таковы. Начальная стадия деформирования однородных образцов не сопровождается регистрируемой АЭ. По мере приближения к пределу текучести начинает резко возрастать непрерьшная АЭ, которая остается высокой вплоть до стадии упрочнения, когда она весьма резко спадает практически до нулевого уровня. В это время начинается рост дискретной АЭ, частота следования импульсов которой возрастает. На конечном участке диаграммы деформирования исчезает и этот вид АЭ, а непосредственно перед разрушением образца, на этапе лавинного развития повреждения, снова возникает всплеск дискретной АЭ. Результаты испытаний образцов, вырезанных из зоны сварного соединения, практически не отличаются от результатов для образцов из основного металла, если по данным анализа поверхности разрыва образца отсутствуют явные дефекты сварки. Для дефектных образцов можно наблюдать непрерывную АЭ, а также существенные и нерегулярные ее изменения на стадии упрочнения. По-видимому, это связано с началом пластической деформации разных локальных зон образца в различные моменты времени, что обусловлено неоднородностью материала. Других особенностей АЭ в дефектных образцах не обнаружено. [c.248]

Ньюмен и Стрелла [521 показали, что эта модель неправомерна, так как энергия, поглощенная каучуком, составляет только 10 % общей энергии, поглощенной композитом. Эти авторы высказали предположение, что функция частиц каучука состоит в промотировании и регулировании деформации в матрице, обеспечивая значительные концентрации напряжений в тех местах, где могут быть инициированы локальные деформации. Сдвиговая текучесть играет некоторую роль в процессе, но упрочнение происходит преимущественно за счет крейзо-образования. Суть этого явления заключается в следующем. [c.86]

В самом деле, в статических условиях, когда при одновременном действии напряжения и агрессивной среды происходит локальное разрушение и в вершинах трепщн деформация (и, следовательно, упрочнение) значительно больше ее среднего значения, ориентационное упрочнение приводит к экстремальной зависимости долговечности резин от деформации. При износе в пульпе эти условия отсутствуют и процесс поверхностного разрушения сходен с первой стадией коррозионного растрескивания, с индукционным периодом, для которого в области малых деформаций также наблюдается монотонная зависимость времени до появления трещин от деформации. [c.183]

Факторы, вызывающие повышение температуры в зоне пластической деформации, приводят к снижению упрочнения. Высокие локальные температуры на поверхностях трения в процессе приработки способствуют местному схватыванию с последующим вырыванием микрообъемов металла, что увеличивает шероховатость поверхностей и снижает площадь фактического контакта. Высокотемпературные вспышки при трении облегчают десорбцию полярноактивных веществ и образование мгновенных сварочных мостиков . Последующее разрушение мостиков способствует разрыхлению и переносу металла на контртело. Описанные явления ведут к понижению микротвердости и разупрочнению. [c.179]

Для исследования изменения распредёления локальных напряжений полимерного материала в процессе его нагружения до разрыва применяется метод киносъемки в поляризованном свете [4]. Поляризационно-оптический метод используется также для выяснения природы упрочнения многослойных полимерных пленок. Надрыв в слоистых материалах появляется при больших напряжениях и деформациях, чем в индивидуальных пленках. При сопоставлении зависимости прочности и двойного лучепреломления от адгезии между пленочными слоями не из одинаковых, а существенно различных полимеров выяснилось, что зависимости параметра двойного лучепреломления Г/d (здесь Г — разность фаз d — толщина материала) от напряжения и деформации нелинейны. Кроме того, положение указанных кривых зависит от толщины слоя связующего (рис. 4.112). [c.305]

На рис. 4.113 приведены упомянутые зависимости, полученные в режиме ступенчатого нагружения и разгружения при постоянном значении адгезионной прочности систем. Все три зависимости оказываются немонотонными и симбатными. Можно сделать вывод, что поскольку исследуемые величины одинаковым образом зависят от одного и того же параметра (толщины пленки адгезива), то они взаимосвязаны. Действительно, в основе упрочнения помимо эффекта залечивания микродефектов лежит также перераспределение локальных напряжений в области контакта между слоями пленка — субстрат. Взаимосвязь величин (Г1с1) обр, бобр и Ку позволяет утверждать, что распределение перенапряжений сопровождается ориентацией связующего под действием развивающихся обратимых высокоэластических деформаций. Высокоэластическая деформация по своей природе носит релаксационный характер, поэтому понятна релаксационная природа эффекта комбинационного упрочнения. Приведенные данные отражают структурные изменения, происходящие в слое адгезива (по-видимому, и в слое субстрата) в процессе получения многослойного материала. [c.306]