Усталость металлов. Деформация и разрушение при длительном статическом нагружении. Механические свойства при ударных нагрузках, страница 16

Поверхностно-активные среды сильно влияют на процессы шлифования. Применение легкоплавких металлов в качестве наполнителей алмазных кругов позволило значительно увеличить скорость обработки металлокерамических твердых сплавов и специальных сталей, а также в несколько раз повысить износостойкость шлифовальных кругов и существенно поднять производительность шлифования.

Сильно адсорбционно-активные среды находят также широкое применение для увеличения скорости измельчения различных твердых тел. Вода и водные растворы электролитов широко применяются для интенсификации помола разных минералов и для ускорения бурения горных пород. Более того, в отдельных случаях тонкий помол вообще невозможен без активных сред.

Глава 3. МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Три вида микромеханических исследований.

Технические сплавы неоднородны по всему объему еще до деформации вследствие поверхностного обезуглероживания, волокнистой структуры, неоднородной кристаллизации по сечению, неодинаковой пластической деформации по объему и многим другим причинам. Кроме того, большинство сплавов имеют гетерогенную структуру, т.е. состоят из совершенно различных по свойствам, хрупких и пластичных фаз, расположение которых оказывает существенное влияние на поведение материалов под нагрузкой. Поэтому необходимо развивать и применять локальные методы изучения и испытания, которые условно могут быть названы микромеханическими.

В настоящее время определились три основных направления в области микромеханических исследований металлов:

1) металлографическое исследование под микроскопом структурных изменений во время пластической деформации, образования и распространения трещин как при однократных, так и при повторных нагружениях (структурно-механические методы);

2) определение механических свойств в пластической области без разрушения, начиная от свойств отдельных составляющих или отдельных зерен, до свойств присущих поликристаллической структуре в целом, путем испытания на микротвердость;

3) испытания до разрушения микрообразцов с получением основных характеристик прочности и пластичности весьма малых объемов металла (собственно микромеханические испытания).

3.2. Структурно-механические испытания.

Первые микроскопические исследования пластической деформации были проведены Н.П. Щаповым. Им же был введен и термин “микромеханические испытания” и разработан (совместно с В.Ф. Лоренцом) специальный прибор.

Приборы такого типа позволяют испытать образец вплоть до разрыва на сомом столике микроскопа, т.е. непрерывно наблюдать определенную группу зерен в течение всего процесса испытания.

Например, изучение углеродистой и хромоникелевой стали показало, что первые видимые линии сдвигов появляются лишь за пределом текучести, это связано с тем, что первые линии сдвигов по своим размерам лежат за пределами разрешающей способности микроскопа. Появление первых видимых линий сдвигов наблюдалось большей частью в группе зерен с взаимно близкой ориентацией кристаллографических плоскостей и чаще всего происходило по направлению максимальных касательных напряжений.

Некоторые закономерности были выяснены также при изучении микроструктуры после пластической деформации. В качестве примера можно указать на локализацию в результате ударного изгиба пластической деформации в мягкой структурной составляющей (феррит), если последняя имеет форму тонких прослоек, расположенных по границам зерен хрупкой фазы или по кристаллографическим плоскостям.

Для изучения микроструктурных изменений при деформировании применяется также нацарапывание до деформации  микроделительной сетки. С помощью таких линий, нацарапанных одна от другой на расстоянии в несколько сотых миллиметра, удалось отчетливо наблюдать при деформировании поликристалла поведение различных зерен и различных структурных составляющих.

Для подобных же целей может быть применено царапание тонкой иглой заранее отполированного крупнозернистого шлифа.

Недостатком таких методов является искажение поверхности, что может повлиять на изучаемый процесс деформации, особенно у хрупких и высокопрочных материалов.