Напряжение и способы описания напряженного состояния. Пластическая деформация. Деформационное упрочнение. Чувствительность к надрезу и трещине. Деформационное разрушение при длительном статическом нагружении, страница 6

Рис. 18

Во многих случаях твердые растворы на диаграммах деформации имеют «зуб текучести» или площадку текучести(рис. 18). В твердых растворах вблизи края плоскости скольжения происходит скопление примесных атомов. При приложении внешней нагрузки для начала пластической деформации необходимо увеличивать напряжение.

2.5 Влияние различных факторов на упрочнение стали.

Предел текучести σ_т состоит из нескольких слагаемых

σ_т =Δσ₀+Δσ_тв.р-ра+Δσ_n+Δσ₃+Δσ_суб.+Δσ_д.у.

Δσ₀- напряжение трения кристаллической решетки;

Δσ_тв.р-ра- напряжение при образовании твердого раствора;

Δσ_n -напряжение, вызванное присутствием границ перлита;

Δσ₃ -напряжение, вызванное присутствием границ зерен;

Δσ_суб-напряжение, вызванное присутствием субзерен;

Δσ_д.у-напряжение, вызванное деформационным упрочнением.

Наибольшее значение имеют Δσ₀(напряжение трения решетки α-Fe) и Δσ₃ (зернограничный фактор).

σ_т= σ_i+K_yd^-1/2- соотношение Петча – Холла.

σ_i-сопротивление движению дислокации;

K_y-коэффициент, учитывающий вклад границ зерна;

d-средняя протяженность границы зерна.

Δσ₃~ K_yd^-1/2

Рис. 19

2.6 Разрушение.

Разрушение–это разделение образца на части с образованием с образованием разрастания микротрещины. Фридман предложил классифицировать разрушение по характеру воздействия. Поскольку разрушение происходит под действием растягивающих напряжений, то существует 2 вида:

1.  отрыв в результате действия растягивающих напряжений;

2.  срез под действием касательных напряжений.

Таблица 2. схемы разрушения путем отрыва и среза при различных механических испытаниях (по Я. Б. Фридману).

Пользуясь этими схемами можно определить разрушение по внешнему виду образца. Т.к. отрыв происходит без значительной предварительной микроскопической деформации, то он соответствует хрупкому разрушению. При механических испытаниях реальных материалов разрушение носит смешанный характер. Зарождение и перераспределение трещин всегда носит локальный характер и определяется свойствами малых объемов. Вязкое и хрупкое разрушение- это условная классификация, т.к. абсолютное хрупкое разрушение невозможно.

- коэффициент мягкости;

t_max-максимальное касательное напряжение;

-максимальная приведенная нагрузка.

Если 1.S_от<<t_ср, то разрушение хрупкое;

2.S_от>> t_ср, то разрушение вязкое;

3. S_от≈ t_ср, то разрушение хрупко- вязкое.

Таблица 3. Типичные значения сопротивления отрыву (S_от) и срезу (t_ср) некоторых металлических материалов.

Хрупкое разрушение.

Оно наиболее важное с практической точки зрения, т.к. под действием низих напряжений имеются непредвиденные опасности разрушения.

Процесс хрупкого разрушения состоит из нескольких стадий:

1.инкубационный период.

2.зарождение микротрещины и ее рост до критического размера.

3.нестабильный рост трещины.

4.разрушение.

Вторая стадия может проходить по разным механизмам.

1.теория Зинера – Стро. Основана на представлении о том, что в местах слияния дислокаций образуются микротрещины.

Рис. 20 Схема зарождения микротрещин у дислокационных скоплений.

2.модель Котрелла. Микротрещина образуется в результате движения дислокации по пересекающимся плоскостям.