Большая длительность - нагружение
Cтраница 2
Границы субструктуры, естественно, отличаются от границ зерен в поликристаллических структурах, которые представляют собой более сложное нарушение строения кристаллической решетки и систему нарушений непрерывности. Эта точка зрения подтверждается свойствами границ мозаичной структуры, отличающихся от свойств границ зерен в условиях пластической деформации, в частности при длительном нагружении и высоких температурах. Так, например, полигонизация является результатом увеличения плотности дислокаций при пластической деформации в условиях высокой температуры и большой длительности нагружения, облегчающих перегруппировку дислокаций путем их восхождения и расположение их в виде границ, вызывающее более значительный наклон кристаллографических плоскостей смежных участков решетки. [16]
При еще меньших напряжениях скорость движения дислокаций становится настолько малой, что термическая диффузия, стремящаяся распределить атомы равномерно, преобладает над накоплением водорода в голове скопления дислокации из-за транспортировки атомов водорода. По той же причине не успевают образоваться достаточно мощные сегрегации водорода в голове растущей трещины. В итоге металл деформируется и разрушается вязко. Возможно, что при еще больших длительностях нагружения ( более 100 ч), разрушение вновь принимало бы хрупкий характер, так как при низких напряжениях меняется механизм замедленного разрушения - основную роль в разрушении начинает играть направленная диффузия водорода в поле напряжений. [17]
Наряду с условиями достижения критической скорости распространения трещины и наличия достаточно большого напряженного объема материала должно быть выполнено также условие достаточной продолжительности действия высокого напряжения у края трещины для возможности разрушения металла. Так, например, при очень малой продолжительности действия ударной нагрузки, недостаточной для разрушения материала путем отрыва, развитие трещины может не иметь места. Влияние длительности нагружения на величину предельного напряжения рассмотрено в предыдущей главе. Здесь необходимо учитывать различное влияние температуры в двух различных случаях работы деталей: 1) при большой длительности нагружения до разрушения tp и низком максимальном напряжении ашах повышение температуры приводит к уменьшению величины tp такое влияние температуры наблюдается в условиях ползучести, интенсивность которой увеличивается с повышением температуры; 2) при кратковременном динамическом нагружении максимальное напряжение огшах значительно выше предельного напряжения ( сгк) 0, еще не вызывающего повреждения материала. Как правило, в этих условиях разрушение материала происходит легче, и для предельного накопления деформаций требуется меньше времени при понижении температуры материала. [18]
Одной из трудных задач теории является относительная устойчивость границ субзерен внутри кристалла, в противоположность границам полигонизации, в частности в условиях отжига и длительного нагружения. При длительном нагружении и высокой температуре размеры субзерен увеличиваются, однако границы их не исчезают и характер субструктуры не изменяется. Очевидно, система границ первичной субструктуры обладает преимуществом с точки зрения баланса внутренней энергии. Эти границы образуются путем соответствующей группировки и ориентировки дефектов кристаллической решетки и стабилизируются благодаря наличию атмосферы чужеродных атомов. С другой стороны, границы, вновь образующиеся, например, в процессе полигонизации при высокой температуре и большой длительности нагружения, значительно менее устойчивы, изменяются в результате диффузии и при высоких температурах могут даже исчезать. [19]
На / / участке также протекают процессы микропластической деформации поверхностных слоев металла, однако конкурирующий процесс пассивации поддерживает относительную стабильность потенциала в течение времени до появления усталостных микротрещин. С появлением этих микротрещин наблюдается интенсивный сдвиг потенциала в отрицательную сторону ( см. рис. 27, участок / / /) по аналогии с углеродистыми сталями. Участок V кривой соответствует спонтанному разрушению образца, т.е. его долому. Участок VI соответствует пассивации зон - доло-ма. При циклических напряжениях, близких к пределу выносливости образцов, их потенциал почти не отличается от потенциала ненагруженных образцов и находится в пассивной области при большой длительности нагружения. Признаков коррозионно-усталостного разрушения на их поверхности не обнаружено. [21]
Взаимосвязь влияния времени, и температуры на механические свойства может быть понята из анализа максвелловской модели, состоящей из последовательно соединенных пружины и демпфера, Для простоты будем считать, что эта модель правильно передает особенности механических свойств полимеров. Время релаксации такой модели т равно г) / / (, где т ] - вязкость жидкости в демпфере, а / ( - модуль упругости пружины. Если длительности нагружения больше, чем т, то поведение модели определяется свойствами демпфера. Если же нагружение происходит за время, меньшее т, модель ведет себя как упругий элемент. Поскольку с понижением температуры вязкость увеличивается, это приводит и к увеличению времени релаксации. Поэтому понижение температуры приводит к тому, что модель ведет себя как упругий элемент только при больших длительностях нагружения. Естественно, таким образом, что понижение температуры компенсируется повышением длительности нагружения. [22]
Взаимосвязь влияния времени и температуры на механические свойства может быть понята из анализа максвелловской модели, состоящей из последовательно соединенных пружины и демпфера. Для простоты будем считать, что эта модель правильно передает особенности механических свойств полимеров. Время релаксации такой модели т равно ц / К, где т ] - вязкость жидкости в демпфере, а / С - модуль упругости пружины. Если длительности нагружения больше, чем т, то поведение модели определяется свойствами демпфера. Если же нагружение происходит за время, меньшее т, модель ведет себя как упругий элемент. Поскольку с понижением температуры вязкость увеличивается, это приводит и к увеличению времени релаксации. Поэтому понижение температуры приводит к тому, что модель ведет себя как упругий элемент только при больших длительностях нагружения. Естественно, таким образом, что понижение температуры компенсируется повышением длительности нагружения. [23]
Страницы: 1 2