Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Начини за подобряване на здравината на метали




Увеличението в сила S, S 0,2) и съпротивата умора (ите -1) метали и сплави, като същевременно се поддържа достатъчно висока пластичност (г, у), жилавост (KCU, FTC) и счупване (K 1C) подобрява надеждността и дълготрайността на машини (структури) и по-нисък разход на метал от производството си поради намалените части напречно сечение.

Увеличението на якост се постига чрез осигуряване на съответните сплави и технологията за обработка. По този начин има промяна в характера и състава на сплавта образува фаза, техния брой и размер, естеството на разпределението на изкълчвания и други дефекти в кристалната структура. Ето защо, се установи връзката между структурата и здравината на конструкцията на метали и сплави.

По-долу са най-различни механизми на втвърдяване на метали и сплави.

За да се разграничи техническата и теоретичната якост метали.

свойства технически състав, описани по-горе определят 0,2, е A, S-1, E, и др.).

Под теоретична силата разбере съпротивлението на деформация и унищожение, което би трябвало да има материал, съгласно физични изчисления, като се отчита силата на interatomic взаимодействието и предположението, че двата реда атоми едновременно изместени един спрямо друг под въздействието на срязване стрес.

Въз основа на кристалната структура и interatomic сили могат да бъдат оценени за определяне на теоретично съдържание на метала се използва следната формула:

Теоретично т = G / (2P), (35)

където G - модулът на срязване (коефициент на пропорционалност между срязване стрес Т и относителното изместване на г (т = Gg)).

Фиг. Схема 46. съпротивление на деформация в зависимост от плътността

изкълчвания и други дефекти в кристалната структура на метали:

1 - теоретична сила; 2 - 4 - технически състав (2 - "метални мустаци"; 3 - нетно

неармирани метали; 4 - сплави втвърдени чрез легиране, закаляване, топлина

или термомеханично лечение)

Теоретичната стойност на якост, изчислена съгласно формулата, 100 ... 1000 пъти по-технически състав. Това се дължи на дефекти в кристалната структура, и най-вече наличието на размествания. метална сила не е линейна функция на плътността на дислокация (фиг. 38).

Както се вижда от фиг. 46, минимална якост се определя чрез дислокация плътност критична, приблизително от 10 6 ... 10 8 m -2.

Тази стойност се отнася до темперирани метали.

Повишена устойчивост се постига чрез:

1. Създаването на метали и сплави с конструкция дефекти;

2. Увеличаването на плътността на дефекти (включително дислокация), възпрепятства движението на размествания.

Ако плътността на дислокация (брой дефекти) е по-малък от (фиг. 46), съпротивлението на деформация рязко се увеличава, а силата е бързо наближава теоретичното.



В момента могат да получат кристали, съдържащи по същество не размествания. Тези мустаци са малки размери (дължина от 2 ... 10 мм и дебелина от 0.5 ... 2.0 mm), наречени "метални мустаци" имат сила близо до теоретичната стойност. По този начин, силата на железни мустаци 13000 МРа, 3000 MPa, мед и цинк в 2250 MPa, в сравнение с якост на опън от 300 MPa търговска желязо, мед и цинк от 260 MPa до 180 МРа.

Увеличаването на размера на мустаците е съпроводено с рязко намаляване на силата, която се ограничи тяхното използване. Те са били използвани за укрепване на влакна композитни материали, микроелектрониката, и да mikropodvesok mikrorastyazhek и така нататък. D.

С увеличаване на броя на дефекти на повече от 10 6 ... 10 8 m -2 (вж. Фиг. 38) възниква в резултат на взаимодействието на метал втвърдяване и дислокация инхибиране на тяхното движение.

Връзката между точка добив T S, и R дислокация плътност може да се опише с уравнението

(36)

където е 0 - напрежението на смачкване да се втвърди (след закаляване);

б - Burgers вектор;

А - коефициент в зависимост от естеството на метала и кристална решетка структура.

Разместване плътност не трябва да надвишава 12 октомври ... 10 13 cm -2. В по-големите пукнатини дислокация плътност.

Устойчивост на пластична деформация T, и в) е по-високо, по-малката мобилност на изкълчвания, толкова повече пречки (бариери) по пътя им. Пластичността (D, Y) и вискозитет (KCU), обратно, лесно извършва висока движението на размествания. Трябва да се разбере, че в допълнение към податлив на счупване, в резултат на големия брой пластмаса срязване от движението на размествания на различни равнини приплъзване може да доведе до започване чуплива фрактура и прогресивно развитие крак.

Фиг. 47 показва ефекта от структурна втвърдяване (създаване на структурни бариери за дислокация на движение) върху добива на T S, счупване K 1C и работа разпространи FTC пукнатини. С увеличаването на бариерите пред движението на якост увеличава добива дислокация, и фрактура издръжливост K 1C и работата разпространи FTC пукнатини са намалени. В регион 1 (фиг. 47), надеждността внезапни крехки фрактури е висока, тъй като случаен претоварване ще бъдат отстранени чрез пластична деформация на устието на пукнатината поради ниския добив на T S и висока стойност на счупване К 1С. Поле 2 (фиг. 47) съответства на висока стойност на Т S и ниска стойност за 1С. Металът може да бъде унищожен чуплива при ниски натоварвания. Поради това, в много случаи е необходимо да се прилага материал с ниска T S, малко увеличаване на теглото на конструкцията, но значително ще подобри устойчивостта на крехко разрушаване.

Фиг. 47. Схема на влиянието на структурните засилване на добива на T S, вискозитетът

K 1C фрактура и разпространението на пукнатини работа, когато шокиращо Федералната търговска комисия:

1 - сферографитен фрактура; 2 - крехко разрушаване

За сложни високи механични свойства (висока структурна якост), изключва възможността за крехко разрушаване трябва да бариери, които пречат на движението на дислокациите, разрешени в рамките на определено напрежение, за да пробие през тези размествания ( "полу" препятствия). Нека разгледаме от тази гледна точка на основните механизми на втвърдяване: деформационни, твърд разтвор, образуването на хетерогенни структури (дисперсно закалени), различни видове граници и оценка на тяхната роля в крехкост на метали.

Щам втвърдяване (втвърдяване) обсъдено по-горе. Разположени произволно дислокация ( "горски размествания") в деформирано метал причинява силно увеличение на силата = 10 -3 10 -2 ... Г в R = 11 ... 10 10 12 m -2), но в същото време рязко намалена резистентност към крехкото разрушаване. Следователно, втвърдяването не осигурява висока структурна здравина. Той е бил използван за втвърдяване алуминиеви твърди разтвори.

Образуването на твърди разтвори в S, Т и HB увеличава (твърд разтвор втвърдяване). В неподредена твърд разтвор срещащи около атомите на разтворените елементи от областта на еластичните напрежения възпрепятстват дислокация приплъзване. Степента на инхибиране на изкълчвания в твърдия разтвор се определя от коефициента на размер разминаване на атомите разтворител и разтворените на елемента, разликата между модула на еластичност и се увеличава пропорционално на концентрацията.

Фиг. 48. Ефект на разтваря атомна концентрация на C в медни елементи на

дават силата и 0,2

В първо приближение, засилване образуването на твърд разтвор, може да бъде определена чрез формула, получена от Mott и Nabarro:

T S = Ge 2 C (37)

където G - модулът на срязване, MPa;

Е - параметър, който зависи от разтвореното вещество разликата R и разтворителя атоми размери R 0 (Е = (R - R О );

С - атомната концентрацията на разтвореното вещество.

Повишено съдържание (фиг. 48) в заместващата твърд разтвор е право пропорционална на концентрацията на разтворен елемент (10 ... 30%). Обаче, абсолютната величина на съпротивлението зависи от вида на разтворимия компонент (фиг. 48). Количеството K 1 С по време на образуването на твърд разтвор намалява. В случай на твърд разтвор на сила много пъти по-голяма, отколкото по време на образуването на заместващата твърд разтвор при същата концентрация. Много е трудно да се дислокация движение и по този начин се увеличи силата на Котрел атмосфера, дори при малко съдържание на прилагането на втория компонент. Примесите изпълнение значително намалена пукнатина K 1 C, работата се разпространи FTC пукнатини и увеличаване на прага на крехкост при ниски температури.

Пречиствателни студени крехки метали (Fe, Cr, Mo, W и др.) Чрез въвеждане на примеси (O, N, H) на работа разпространението на пукнатини се увеличава, фрактура издръжливост K 1 C крехкост и ниският праг.

Основната причина крехкост на метала в присъствието на заставки примеси - ниска мобилност дислокация. Това се дължи, от една страна, повишена резистентност решение въвеждане решетъчни размествания и приплъзване, в друга страна, фиксиращи дислокация атмосфери на междинните атоми. Поради ниската мобилност на изкълчвания, а оттам и липсата на microplastic деформация настъпва релаксация (облекчаване) в горната част на стреса на чуплива пукнатина, което обяснява ниската устойчивост на разпространението на пукнатини.

Фиг. 49. Влияние на размера на зърното г от силата добив е 0,2, граница на издръжливост и -1 (а) и устойчивост на удар (праг на крехкост при ниски температури) на ниско-въглеродна стомана:

1 - глоба зърно (0,04mm); 2 - голям зърно (0,09mm)

Втвърдяване в образуването на твърд разтвор достига T и "10 -3 G. Когато температурата се повиши над (0,5 ... 0,6) T PL втвърдяване поради образуването на твърд разтвор е силно намалена.

С ограничена легиране заместители твърди разтвори са с достатъчна еластичност и издръжливост, и са основен шаблон за много структурни и инструментални сплави. Механичните свойства на твърд разтвор сплавите силно зависи от размера на зърно, polygonized структура (скелета) и други структурни промени.

Една ефективна бариера за движението на дислокациите в метали е граница на зърно - граница зърно укрепване. Причината за това е, че дислокация не може да премине границата на зърно, като нов зърно плъзгащи самолет не съвпада с равнината на движение на размествания. Освен деформация продължава в резултат на нови размествания в съседния зърно, следователно, по-малки зърна (по-голяма дължина на границите), по-висока якост на метала (фиг. 49 а).

Зависимостта на границата на провлачване на размера на зърното е описан от съотношението на Хол-Petch:

T S = S 0 + КД -1/2 (38)

където е 0 и К - константа на метала;

Д - диаметър на зърното.

Тази връзка се отнася и за subgrains. С много фин зърно провлачване може да достигне S = 10 -3 G.

Увеличаване на силата на мелене на зърно не е придружен от крехкост. Зърнените граници и subgrains са полу-пропускливи бариери за дислокация на движение.

Тънкостите на зърното, толкова по-трудно се развива крехко разрушаване като зърно граници правят трудно да се справи преход разцепване от едно зърно в друга, поради промени в посоката си на движение. В същото време, ембрионалното крак при малки зърна по-малко.

Смилане зърна намалява прага на крехкост при ниски температури 50). Фиг. 49 В показва влиянието на размера на зърното на прага на температура стомана на крехкост при ниски температури. Колкото по-голямо зърно, толкова по-висок праг на крехкост при ниски температури. За да се премахне чуплива междукристална фрактура и понижаване на Т 50 е необходимо да се намали натрупването на замърсявания в обема на границата (разделяне без изолиране) и образуването на крехка фазовата граница зърна (обикновено химични съединения), особено под формата на непрекъсната мрежа. Фини зърното, границата на по-висока издръжливост (фиг. 49 а), което може да се определи с формулата

и R = R S 0 + K R г -1/2, (39)

където R е 0 и К R - константи в зависимост от материала.

Фреза зърно модификация, топлинна обработка, допинг и така нататък. Г. е един от най-перспективните методи за втвърдяване на метали и сплави.

Създаване на зърно на пречките за движение на дислокацията под формата на добре развит скелет води до допълнително втвърдяване.

Образуването на структурата на разместване на polygonize механизма (структури тип пчелна пита) повишава Т, се е променила малко K 1 С и понижава прага на крехкост при ниски температури 50).

Изолиране на твърдия разтвор вътре зърната на фини частици, разпределени равномерно укрепване фаза, например по време на закаляване и стареене, увеличава силно Т (валежи втвърдяване). Втвърдяване на стареене се дължи на инхибиране на дислокацията Guinier-Preston зони (GP) или емисиите на твърди частици.

Фиг. 50. Моделът на движение на дислокация в дисперсно закалени сплави:

и - намаляване на диспергираните частици на изкълчване; б - огъване и насърчаване на внедряването

между вторите частици фаза за образуване на бримки

В образуването на GP зони преминава през него дислокация (нарязани), което изисква по-високи напрежения (фиг. 50 а). GP зони имат модул на срязване по-голяма от тази на първоначалния твърд разтвор. Колкото по-силна зона GP и повече от модул им на еластичност, толкова по-трудно те се изрязват от размествания. Около GP зони, създадени значителен зона на еластичните напрежения, което също забавя движението на дислокацията, и това допринася за укрепването на стареене.

В случай на последователни фаза частици прекомерно дислокация под влиянието на прилаганите напрежения или нарязани или се огъват около тези частици, в зависимост от техния размер, сила и разстояние. В случай на несвързани частици могат да бъдат закръгляване само техните размествания.

На (фиг. 50, б) показва първата изкривяване, и след това (за високо напрежение) и закръгляване изкълчвания частици. С увеличаване на дислокация дислокация подчертава форма затворени примки около частиците (фиг. 50 б). Оставянето примка около частиците, изкълчвания продължават да се плъзга в същата посока (линия или пръстен, разбира се, да се предотврати движението на нови размествания). Добив диспергиран в втвърдяване зависи от размера на частиците г и обем фракция F на.

Уравнение сила в този случай има формата:

(40)

където е 0 - напрежение на разкъсване в матрицата;

а - коефициент, съдържаща вектора бургери и G матрица срязване модул.

Най-голямото усилване се наблюдава, когато втората фаза се диспергира, разпределени равномерно по обем и разстоянието между частиците не е голям.

Втвърдяване на закръглянето на частиците (с фракция на обема на втората фаза) е винаги по-малко ефективни от втвърдяване при рязане. Въпреки това, счупване K 1 С и еластичността закръгляване на частиците по-горе.

Максимална здравина след стареене на дисперсията отговаря на минималната стойност на К 1 В.

Коагулация излишък фаза, намаляване на силата В, С Т) K 1 увеличения C. Втвърдяване на разпръснати частици достига 10 -2 G, но когато се нагрява до температура (0.6 ... 0.75) Тт намалява поради тяхното разтваряне.

Частиците често са разпръснати химически съединения. В по-сложна кристална решетка фаза втвърдителя и повече неговия състав е различен от основния твърд разтвор втвърдяване на силна.

Химикали, особено карбиди и нитриди имат висока твърдост, но крехък. Например, WC на волфрамов карбид твърдост NV17900, титанов карбид Тик - NV28500, титанов нитрид, калай - NV32300 MPa. По този начин, за сплави с висока структурна здравина, необходима за първичен твърд разтвор (матрица) е с фина структура с развита вътрешна конструкция, където фините частици са равномерно разпределени засилване фаза.

Тази структура сплав осигурява полупропусклива бариера за преместване изкълчвания и комбинацията от висока якост В, Т), еластичност (D, Y), якост на счупване 1С), вискозитет (KCU, KCV, FTC) и ниско сферографитен-крехък температура на преход ( студен крехкост праг Т 50).

Обсъдени механизми за укрепване на основата на съвременните технологични процеси увеличават здравината на конструкцията на метали и сплави.

Контролен лист за глава 3

1. Каква е разликата между еластични и пластични деформации?

2. Как структурата на метала в процеса на пластична деформация?

3. Как се плътността на дислокациите в пластична деформация?

4. Какво е влиянието на дислокация в силата на метала?

5. Защо има огромна разлика между теоретичната и практическата сила?

6. Как структурната промяна в свойствата на деформиран метал?

7. Каква е същността на работата втвърдяване явление и това, което има практическо приложение?

8. Какви са характеристиките на механичните свойства се определят чрез изпитване на опън?

9. Какво е твърдост?

10. Какви методи за определяне на твърдост, знаеш ли?

11. Какво е издръжливост?

12. Какъв е прагът на крехкост при ниски температури?

13. Какво е здравината на конструкцията?

14. Това, което определя и се определя като здравината на конструкцията?

глава 4





; Дата: 05.01.2014; ; Прегледи: 990; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.26
Page генерирана за: 0.056 сек.