Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хоникомб Р. -> "Пластическая деформация металлов" -> 173

Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.

Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов — М.: Мир, 1972. — 406 c.
Скачать (прямая ссылка): plasticdeformmetal1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 167 168 169 170 171 172 < 173 > 174 175 176 177 178 179 .. 191 >> Следующая

29 А г
Температура, К
Фиг. 15.8. Температурная зависимость предела текучести железа, содержащего ~44 атома углерода на миллион (І), и очень чистого железа, содержащего ~0,005 атома
углерода на миллион (2) [29].
оторвавшихся от атмосфер атомов растворенных примесей (теория Коттрела— Билби), или вследствие быстрого движения вновь генерированных дислокаций, которые еще не имеют таких атмосфер (теория Гилмана — Джонсона). В любом из указанных случаев условия весьма благоприятны для слияния дислокаций и формирования таким образом зародышей трещин; этому процессу способствует большое папряжение, обеспечивающее движение первых дислокаций с большой скоростью.
По мере понижения температуры предел текучести резко возрастает (фиг. 9.17); эта закономерность является общей для металлов с объемно-центрированной кубической решеткой и, по-видимому, остается справедливой даже при очень малом содержании примесей, образующих твердые растворы внедрения [29] (фиг. 15.8). С точки зрения теории дислокаций указанное положение означает, что величина силы Пайерлса — Набарро в о. ц. к. металлах сильно зависит от температуры. Следовательно, первые подвижные дислокации при низких температурах должны двигаться быстрее, в результате чего возрастает вероятность формирования зародышей трещин. Если критическое напряжение течения становится достаточно большим, то часто важной особенностью процесса деформации становится образование двойников. Появление пластин двойников также приводит к мгновенному уменьшению текучести материала и, таким образом, создает благоприятные условия для зарождения трещин по одному из механизмов, предусматриваю-
Разрушение
377
щих наличие двойников. Следует сделать еще одно важное замечание: сильная температурная зависимость напряжения течения приводит к затруднению пластической деформации в вершине трещины по мере понижения температуры. Таким образом, при низких температурах смягчение роли трещины как концентратора напряжений за счет пластической деформации будет менее интенсивным, а процесс распространения трещины облегчится.
§ 7. Теория вязко-хрупкого перехода
В новейших теориях делается попытка определить лимитирующую часть процесса, приводящего к разрушению, в котором можно различить три самостоятельные стадии. На первой стадии происходит деформация за счет движения незакрепленных или вновь генерируемых дислокаций, которые в дальнейшем формируют зародыши трещин, а некоторые из таких зародышей, распространяясь, превращаются в типичные внутризеренные хрупкие трещины скола. Существуют различные точки зрения на то, какая из этих трех стадий развивается наиболее трудно. Согласно первоначальной дислокационной теории зарождения трещин, развитой Стро [30], принималось, что главным препятствием является акт зарождения трещины, а если зародыш появился, то он свободно развивается. С другой стороны, Коттрел и Петч [1] считают, что стадия распространения трещины, вероятно, играет весьма существенную роль, так как часто наблюдаются микротрещины, которые не развиваются.
При ударных испытаниях надрезанных железных образцов в интервале температур перехода установлено, что образующаяся трещина в начальный момент относится к вязкому типу, так как ее распространение сопровождается большой степенью локализованной пластической деформации, однако по мере распространения она постепенно превращается в трещину скола. Истинное вязкое разрушение происходит в результате слияния большого числа малых участков распространения вязких трещин, тогда как одна хрупкая трещина может привести к разрушению всего образца. Распространение хрупкой трещины происходит, вероятно, по модели Гриффита, так как в данном случае может быть применен видоизмененный критерий Гриффита. Если предел текучести материала больше, чем напряжение, необходимое для распространения хрупкой трещины, то в этом случае следует ожидать хрупкого разрушения; в противном случае разрушение будет вязким.
Стро показал, что напряжение afl необходимое для распространения хрупкой трещины, образованной в результате слияния п дислокаций, определяется выражением
= , 4/ ! . ¦ (15.9)
иЬ(1+уг)
где у' — эффективная поверхностная энергия развивающейся трещины, b — вектор Бюргерса.
Если ог — напряжение трения незакрепленной дислокации, то эффективное напряжение, действующее на дислокацию, будет равно of — ot, как только преодолено напряжение трения. Такие дислокации генерируются внутри зерен диаметром d, который соответствует максимальному значению длины полосы скольжения, образующейся в результате мгновенного освобождения дислокаций вблизи предела текучести. Зародыш трещины появляется на конце полосы скольжения под действием напряжения, которое можно выразить следующим образом:
(15.10)
-378
Глава 15
Из (15.9) и (15.10) получаем выражение
О/ - , AGy , , (a = const), (15.11)
которое определяет условие распространения хрупкой трещины.
Если предположить теперь, что разрушение происходит под действием напряжения, равного пределу текучести, то известное соотношение между пределом текучести и диаметром зерна
Предыдущая << 1 .. 167 168 169 170 171 172 < 173 > 174 175 176 177 178 179 .. 191 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed