9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение степени деформации

Определение степени деформации

рТЕУУПЧБОЙЕ — ЧЙД ПВТБВПФЛЙ ДБЧМЕОЙЕН, РТЙ ЛПФПТПН НЕФБММ ЧЩДБЧМЙЧБЕФУС ЙЪ ЪБНЛОХФПК РПМПУФЙ ЮЕТЕЪ ПФЧЕТУФЙЕ Ч НБФТЙГЕ, УППФЧЕФУФЧХАЭЕЕ УЕЮЕОЙА РТЕУУХЕНПЗП РТПЖЙМС.

ьФП УПЧТЕНЕООЩК УРПУПВ РПМХЮЕОЙС ТБЪМЙЮОЩИ РТПЖЙМШОЩИ ЪБЗПФПЧПЛ: РТХФЛПЧ ДЙБНЕФТПН 3:250 НН, ФТХВ ДЙБНЕФТПН 20:400 НН У ФПМЭЙОПК УФЕОЛЙ 1,5:15 НН, РТПЖЙМЕК УМПЦОПЗП УЕЮЕОЙС УРМПЫОЩИ Й РПМЩИ У РМПЭБДША РПРЕТЕЮОПЗП УЕЮЕОЙС ДП 500 УН² .

чРЕТЧЩЕ НЕФПД ВЩМ ОБХЮОП ПВПУОПЧБО БЛБДЕНЙЛПН лХТОБЛПЧЩН о.у. Ч 1813 ЗПДХ Й РТЙНЕОСМУС ЗМБЧОЩН ПВТБЪПН ДМС РПМХЮЕОЙС РТХФЛПЧ Й ФТХВ ЙЪ ПМПЧСОЙУФП-УЧЙОГПЧЩИ УРМБЧПЧ. ч ОБУФПСЭЕЕ ЧТЕНС Ч ЛБЮЕУФЧЕ ЙУИПДОПК ЪБЗПФПЧЛЙ ЙУРПМШЪХАФ УМЙФЛЙ ЙМЙ РТПЛБФ ЙЪ ХЗМЕТПДЙУФЩИ Й МЕЗЙТПЧБООЩИ УФБМЕК, Б ФБЛЦЕ ЙЪ ГЧЕФОЩИ НЕФБММПЧ Й УРМБЧПЧ ОБ ЙИ ПУОПЧЕ (НЕДШ, БМАНЙОЙК, НБЗОЙК, ФЙФБО, ГЙОЛ, ОЙЛЕМШ, ГЙТЛПОЙК, ХТБО, ФПТЙК).

фЕИОПМПЗЙЮЕУЛЙК РТПГЕУУ РТЕУУПЧБОЙС ЧЛМАЮБЕФ ПРЕТБГЙЙ:

РПДЗПФПЧЛБ ЪБЗПФПЧЛЙ Л РТЕУУПЧБОЙА (ТБЪТЕЪЛБ, РТЕДЧБТЙФЕМШОПЕ ПВФБЮЙЧБОЙЕ ОБ УФБОЛЕ, ФБЛ ЛБЛ ЛБЮЕУФЧП РПЧЕТИОПУФЙ ЪБЗПФПЧЛЙ ПЛБЪЩЧБЕФ ЧМЙСОЙЕ ОБ ЛБЮЕУФЧП Й ФПЮОПУФШ РТПЖЙМС);

ОБЗТЕЧ ЪБЗПФПЧЛЙ У РПУМЕДХАЭЕК ПЮЙУФЛПК ПФ ПЛБМЙОЩ;

ХЛМБДЛБ ЪБЗПФПЧЛЙ Ч ЛПОФЕКОЕТ ;

ОЕРПУТЕДУФЧЕООП РТПГЕУУ РТЕУУПЧБОЙС;

ПФДЕМЛБ ЙЪДЕМЙС (ПФДЕМЕОЙЕ РТЕУУ-ПУФБФЛБ, ТБЪТЕЪЛБ).

рТЕУУПЧБОЙЕ РТПЙЪЧПДЙФУС ОБ ЗЙДТБЧМЙЮЕУЛЙИ РТЕУУБИ У ЧЕТФЙЛБМШОЩН ЙМЙ ЗПТЙЪПОФБМШОЩН ТБУРПМПЦЕОЙЕН РМХОЦЕТБ, НПЭОПУФША ДП 10 000 Ф.

рТЙНЕОСАФУС ДЧЕ НЕФПДБ РТЕУУПЧБОЙС: РТСНПК Й ПВТБФОЩК (ТЙУ. 8.2.)

рТЙ РТСНПН РТЕУУПЧБОЙЙ ДЧЙЦЕОЙЕ РХБОУПОБ РТЕУУБ Й ЙУФЕЮЕОЙЕ НЕФБММБ ЮЕТЕЪ ПФЧЕТУФЙЕ НБФТЙГЩ РТПЙУИПДСФ Ч ПДОПН ОБРТБЧМЕОЙЙ. рТЙ РТСНПН РТЕУУПЧБОЙЙ ФТЕВХЕФУС РТЙЛМБДЩЧБФШ ЪОБЮЙФЕМШОП ВПМШЫЕЕ ХУЙМЙЕ, ФБЛ ЛБЛ ЮБУФШ ЕЗП ЪБФТБЮЙЧБЕФУС ОБ РТЕПДПМЕОЙЕ ФТЕОЙС РТЙ РЕТЕНЕЭЕОЙЙ НЕФБММБ ЪБЗПФПЧЛЙ ЧОХФТЙ ЛПОФЕКОЕТБ. рТЕУУ-ПУФБФПЛ УПУФБЧМСЕФ 18:20 % ПФ НБУУЩ ЪБЗПФПЧЛЙ (Ч ОЕЛПФПТЩИ УМХЮБСИ — 30:40 %). оП РТПГЕУУ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ВПМЕЕ ЧЩУПЛЙН ЛБЮЕУФЧПН РПЧЕТИОПУФЙ, УИЕНБ РТЕУУПЧБОЙС ВПМЕЕ РТПУФБС.

тЙУ. 8.2. уИЕНБ РТЕУУПЧБОЙС РТХФЛБ РТСНЩН (Б) Й ПВТБФОЩН (В) НЕФПДПН

1 — ЗПФПЧЩК РТХФПЛ; 2 — НБФТЙГБ; 3 — ЪБЗПФПЧЛБ; 4 — РХБОУПО

рТЙ ПВТБФОПН РТЕУУПЧБОЙЙ ЪБЗПФПЧЛХ ЪБЛМБДЩЧБАФ Ч ЗМХИПК ЛПОФЕКОЕТ, Й ПОБ РТЙ РТЕУУПЧБОЙЙ ПУФБЕФУС ОЕРПДЧЙЦОПК, Б ЙУФЕЮЕОЙЕ НЕФБММБ ЙЪ ПФЧЕТУФЙС НБФТЙГЩ, ЛПФПТБС ЛТЕРЙФУС ОБ ЛПОГЕ РПМПЗП РХБОУПОБ, РТПЙУИПДЙФ Ч ОБРТБЧМЕОЙЙ, ПВТБФОПН ДЧЙЦЕОЙА РХБОУПОБ У НБФТЙГЕК. пВТБФОПЕ РТЕУУПЧБОЙЕ ФТЕВХЕФ НЕОШЫЙИ ХУЙМЙК, РТЕУУ-ПУФБФПЛ УПУФБЧМСЕФ 5:6 %. пДОБЛП НЕОШЫБС ДЕЖПТНБГЙС РТЙЧПДЙФ Л ФПНХ, ЮФП РТЕУУПЧБООЩК РТХФПЛ УПИТБОСЕФ УМЕДЩ УФТХЛФХТЩ МЙФПЗП НЕФБММБ. лПОУФТХЛФЙЧОБС УИЕНБ ВПМЕЕ УМПЦОБС

рТПГЕУУ РТЕУУПЧБОЙС ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС УМЕДХАЭЙНЙ ПУОПЧОЩНЙ РБТБНЕФТБНЙ: ЛПЬЖЖЙГЙЕОФПН ЧЩФСЦЛЙ, УФЕРЕОША ДЕЖПТНБГЙЙ Й УЛПТПУФША ЙУФЕЮЕОЙС НЕФБММБ ЙЪ ПЮЛБ НБФТЙГЩ.

лПЬЖЖЙГЙЕОФ ЧЩФСЦЛЙ λ ПРТЕДЕМСАФ ЛБЛ ПФОПЫЕОЙЕ РМПЭБДЙ УЕЮЕОЙС ЛПОФЕКОЕТБ Л РМПЭБДЙ УЕЮЕОЙС ЧУЕИ ПФЧЕТУФЙК НБФТЙГЩ .

уФЕРЕОШ ДЕЖПТНБГЙЙ:

уЛПТПУФШ ЙУФЕЮЕОЙС НЕФБММБ ЙЪ ПЮЛБ НБФТЙГЩ РТПРПТГЙПОБМШОБ ЛПЬЖЖЙГЙЕОФХ ЧЩФСЦЛЙ Й ПРТЕДЕМСЕФУС РП ЖПТНХМЕ:

ЗДЕ: — УЛПТПУФШ РТЕУУПЧБОЙС (УЛПТПУФШ ДЧЙЦЕОЙС РХБОУПОБ).

рТЙ РТЕУУПЧБОЙЙ НЕФБММ РПДЧЕТЗБЕФУС ЧУЕУФПТПООЕНХ ОЕТБЧОПНЕТОПНХ УЦБФЙА Й ЙНЕЕФ ПЮЕОШ ЧЩУПЛХА РМБУФЙЮОПУФШ.

л ПУОПЧОЩН РТЕЙНХЭЕУФЧБН РТПГЕУУБ ПФОПУСФУС:

ЧПЪНПЦОПУФШ ПВТБВПФЛЙ НЕФБММПЧ, ЛПФПТЩЕ ЙЪ-ЪБ ОЙЪЛПК РМБУФЙЮОПУФЙ ДТХЗЙНЙ НЕФПДБНЙ ПВТБВПФБФШ ОЕЧПЪНПЦОП;

ЧПЪНПЦОПУФШ РПМХЮЕОЙС РТБЛФЙЮЕУЛЙ МАВПЗП РТПЖЙМС РПРЕТЕЮОПЗП УЕЮЕОЙС;

РПМХЮЕОЙЕ ЫЙТПЛПЗП УПТФБНЕОФБ ЙЪДЕМЙК ОБ ПДОПН Й ФПН ЦЕ РТЕУУПЧПН ПВПТХДПЧБОЙЙ У ЪБНЕОПК ФПМШЛП НБФТЙГЩ;

ЧЩУПЛБС РТПЙЪЧПДЙФЕМШОПУФШ, ДП 2:3 Н/НЙО.

оЕДПУФБФЛЙ РТПГЕУУБ :

РПЧЩЫЕООЩК ТБУИПД НЕФБММБ ОБ ЕДЙОЙГХ ЙЪДЕМЙС ЙЪ-ЪБ РПФЕТШ Ч ЧЙДЕ РТЕУУ-ПУФБФЛБ;

РПСЧМЕОЙЕ Ч ОЕЛПФПТЩИ УМХЮБСИ ЪБНЕФОПК ОЕТБЧОПНЕТОПУФЙ НЕИБОЙЮЕУЛЙИ УЧПКУФЧ РП ДМЙОЕ Й РПРЕТЕЮОПНХ УЕЮЕОЙА ЙЪДЕМЙС;

ЧЩУПЛБС УФПЙНПУФШ Й ОЙЪЛБС УФПКЛПУФШ РТЕУУПЧПЗП ЙОУФТХНЕОФБ;

уХЭОПУФШ РТПГЕУУБ ЧПМПЮЕОЙС ЪБЛМАЮБЕФУС Ч РТПФСЗЙЧБОЙЙ ЪБЗПФПЧПЛ ЮЕТЕЪ УХЦБАЭЕЕУС ПФЧЕТУФЙЕ (ЖЙМШЕТХ) Ч ЙОУФТХНЕОФЕ, ОБЪЩЧБЕНПН ЧПМПЛПК. лПОЖЙЗХТБГЙС ПФЧЕТУФЙС ПРТЕДЕМСЕФ ЖПТНХ РПМХЮБЕНПЗП РТПЖЙМС. уИЕНБ ЧПМПЮЕОЙС РТЕДУФБЧМЕОБ ОБ ТЙУ.8.3.1.

тЙУ.8.3.1. уИЕНБ ЧПМПЮЕОЙС

чПМПЮЕОЙЕН РПМХЮБАФ РТПЧПМПЛХ ДЙБНЕФТПН 0,002:4 НН, РТХФЛЙ Й РТПЖЙМЙ ЖБУПООПЗП УЕЮЕОЙС, ФПОЛПУФЕООЩЕ ФТХВЩ, Ч ФПН ЮЙУМЕ Й ЛБРЙММСТОЩЕ. чПМПЮЕОЙЕ РТЙНЕОСАФ ФБЛЦЕ ДМС ЛБМЙВТПЧЛЙ УЕЮЕОЙС Й РПЧЩЫЕОЙС ЛБЮЕУФЧБ РПЧЕТИОПУФЙ ПВТБВБФЩЧБЕНЩИ ЙЪДЕМЙК. чПМПЮЕОЙЕ ЮБЭЕ ЧЩРПМОСАФ РТЙ ЛПНОБФОПК ФЕНРЕТБФХТЕ, ЛПЗДБ РМБУФЙЮЕУЛХА ДЕЖПТНБГЙА УПРТПЧПЦДБЕФ ОБЛМЕР, ЕФП ЙУРПМШЪХАФ ДМС РПЧЩЫЕОЙС НЕИБОЙЮЕУЛЙИ ИБТБЛФЕТЙУФЙЛ НЕФБММБ, ОБРТЙНЕТ, РТЕДЕМ РТПЮОПУФЙ ЧПЪТБУФБЕФ Ч 1,5:2 ТБЪБ.

йУИПДОЩН НБФЕТЙБМПН НПЦЕФ ВЩФШ ЗПТСЮЕЛБФБОЩК РТХФПЛ, УПТФПЧПК РТПЛБФ, РТПЧПМПЛБ, ФТХВЩ. чПМПЮЕОЙЕН ПВТБВБФЩЧБАФ УФБМЙ ТБЪМЙЮОПЗП ИЙНЙЮЕУЛПЗП УПУФБЧБ, ГЧЕФОЩЕ НЕФБММЩ Й УРМБЧЩ, Ч ФПН ЮЙУМЕ Й ДТБЗПГЕООЩЕ.

пУОПЧОПК ЙОУФТХНЕОФ РТЙ ЧПМПЮЕОЙЙ — ЧПМПЛЙ ТБЪМЙЮОПК ЛПОУФТХЛГЙЙ. чПМПЛБ ТБВПФБЕФ Ч УМПЦОЩИ ХУМПЧЙСИ: ВПМШЫПЕ ОБРТСЦЕОЙЕ УПЮЕФБЕФУС У ЙЪОПУПН РТЙ РТПФСЗЙЧБОЙЙ, РПЬФПНХ ЙИ ЙЪЗПФБЧМЙЧБАФ ЙЪ ФЧЕТДЩИ УРМБЧПЧ. дМС РПМХЮЕОЙС ПУПВП ФПЮОЩИ РТПЖЙМЕК ЧПМПЛЙ ЙЪЗПФБЧМЙЧБАФ ЙЪ БМНБЪБ. лПОУФТХЛГЙС ЙОУФТХНЕОФБ РТЕДУФБЧМЕОБ ОБ ТЙУ. 8.3.2.

тЙУ.8.3.2. пВЭЙК ЧЙД ЧПМПЛЙ

чПМПЛБ 1 ЪБЛТЕРМСЕФУС Ч ПВПКНЕ 2. чПМПЛЙ ЙНЕАФ УМПЦОХА ЛПОЖЙЗХТБГЙА, ЕЕ УПУФБЧОЩНЙ ЮБУФСНЙ СЧМСАФУС: ЪБВПТОБС ЮБУФШ I, ЧЛМАЮБАЭБС ЧИПДОПК ЛПОХУ Й УНБЪПЮОХА ЮБУФШ; ДЕЖПТНЙТХАЭБС ЮБУФШ II У ХЗМПН Ч ЧЕТЫЙОЕ α (6:18 0 — ДМС РТХФЛПЧ, 10:24 0 — ДМС ФТХВ); ГЙМЙОДТЙЮЕУЛЙК ЛБМЙВТХАЭЙК РПСУПЛ III ДМЙОПК 0,4:1 НН; ЧЩИПДОПК ЛПОХУ IV.

фЕИОПМПЗЙЮЕУЛЙК РТПГЕУУ ЧПМПЮЕОЙС ЧЛМАЮБЕФ ПРЕТБГЙЙ:

РТЕДЧБТЙФЕМШОЩК ПФЦЙЗ ЪБЗПФПЧПЛ ДМС РПМХЮЕОЙС НЕМЛПЪЕТОЙУФПК УФТХЛФХТЩ НЕФБММБ Й РПЧЩЫЕОЙС ЕЗП РМБУФЙЮОПУФЙ;

ФТБЧМЕОЙЕ ЪБЗПФПЧПЛ Ч РПДПЗТЕФПН ТБУФЧПТЕ УЕТОПК ЛЙУМПФЩ ДМС ХДБМЕОЙС ПЛБМЙОЩ У РПУМЕДХАЭЕК РТПНЩЧЛПК, РПУМЕ ХДБМЕОЙС ПЛБМЙОЩ ОБ РПЧЕТИОПУФШ ОБОПУСФ РПДУНБЪПЮОЩК УМПК РХФЕН ПНЕДОЕОЙС, ЖПУЖПФЙТПЧБОЙС, ЙЪЧЕУФЛПЧБОЙС, Л УМПА ИПТПЫП РТЙМЙРБЕФ УНБЪЛБ Й ЛПЬЖЖЙГЙЕОФ ФТЕОЙС ЪОБЮЙФЕМШОП УОЙЦБЕФУС;

ЧПМПЮЕОЙЕ, ЪБЗПФПЧЛХ РПУМЕДПЧБФЕМШОП РТПФСЗЙЧБАФ ЮЕТЕЪ ТСД РПУФЕРЕООП ХНЕОШЫБАЭЙИУС ПФЧЕТУФЙК;

ПФЦЙЗ ДМС ХУФТБОЕОЙС ОБЛМЕРБ: РПУМЕ 70:85 % ПВЦБФЙС ДМС УФБМЙ Й 99 % ПВЦБФЙС ДМС ГЧЕФОЩИ НЕФБММПЧ ;

ПФДЕМЛБ ЗПФПЧПК РТПДХЛГЙЙ (ПВТЕЪЛБ ЛПОГПЧ, РТБЧЛБ, ТЕЪЛБ ОБ НЕТОЩЕ ДМЙОЩ Й ДТ.)

фЕИОПМПЗЙЮЕУЛЙК РТПГЕУУ ЧПМПЮЕОЙС ПУХЭЕУФЧМСЕФУС ОБ УРЕГЙБМШОЩИ ЧПМПЮЙМШОЩИ УФБОБИ. ч ЪБЧЙУЙНПУФЙ ПФ ФЙРБ ФСОХЭЕЗП ХУФТПКУФЧБ ТБЪМЙЮБАФ УФБОЩ: У РТСНПМЙОЕКОЩН ДЧЙЦЕОЙЕН РТПФСЗЙЧБЕНПЗП НЕФБММБ (ГЕРОПК, ТЕЕЮОЩК); У ОБНБФЩЧБОЙЕН ПВТБВБФЩЧБЕНПЗП НЕФБММБ ОБ ВБТБВБО (ВБТБВБООЩК). уФБОЩ ВБТБВБООПЗП ФЙРБ ПВЩЮОП РТЙНЕОСАФУС ДМС РПМХЮЕОЙС РТПЧПМПЛЙ. юЙУМП ВБТБВБОПЧ НПЦЕФ ДПИПДЙФШ ДП ДЧБДГБФЙ. уЛПТПУФШ ЧПМПЮЕОЙС ДПУФЙЗБЕФ 50 Н/У.

рТПГЕУУ ЧПМПЮЕОЙС ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС РБТБНЕФТБНЙ: ЛПЬЖЖЙГЙЕОФПН ЧЩФСЦЛЙ Й УФЕРЕОША ДЕЖПТНБГЙЙ.

лПЬЖЖЙГЙЕОФ ЧЩФСЦЛЙ ПРТЕДЕМСЕФУС ПФОПЫЕОЙЕН ЛПОЕЮОПК Й ОБЮБМШОПК ДМЙОЩ ЙМЙ ОБЮБМШОПК Й ЛПОЕЮОПК РМПЭБДЙ РПРЕТЕЮОПЗП УЕЮЕОЙС:

Читать еще:  Если газовая труба не на своем месте…

уФЕРЕОШ ДЕЖПТНБГЙЙ ПРТЕДЕМСЕФУС РП ЖПТНХМЕ:

пВЩЮОП ЪБ ПДЙО РТПИПД ЛПЬЖЖЙГЙЕОФ ЧЩФСЦЛЙ λ ОЕ РТЕЧЩЫБЕФ 1,3, Б УФЕРЕОШ ДЕЖПТНБГЙЙ ε — 30 %. рТЙ ОЕПВИПДЙНПУФЙ РПМХЮЙФШ ВПМШЫХА ЧЕМЙЮЙОХ ДЕЖПТНБГЙЙ РТПЙЪЧПДСФ НОПЗПЛТБФОПЕ ЧПМПЮЕОЙЕ.

Пермь 2000

Углубление и усвоение лекционного материала по общим положениям обработки металлов давлением.

Приобретение навыков исследования.

Экспериментальное изучение влияния пластической деформации и рекристализации на строение и свойства металлов.

Оборудование и материалы для данной работы:

Твердомер шариковый с микроскопом МПБ-2 и таблицами.

Печь муфельная электрическая с рабочей температурой до 900С.

Пресс гидравлический (для деформации образцов алюминия сжатием).

Винтовое устройство для растяжения образцов (пластин).

Образцы Al: пластины 120100,5 мм – 6 мм., цилиндры d=10 см, h=15 мм – 6 шт.

Стальные кольца (ограничители хода ползуна пресса) высотой 15; 14,25; 13,5; 12; 10,5; 7,5 мм.

Трафареты с размером окна 1 см 2 – 6 шт.

Микрошлифы Ст0 до деформации и после деформации в холодном состоянии.

Раствор для макротравления Al, позволяющий выявить зёрна на поверхности образцов.

Пресс усилием до 10 т. (для деформации образцов Cu,Ni).

Образцы Cu, Ni диаметром 10 мм, высотой 15 мм – по 7 шт.

Сведения из теории.

Некоторые термины теории ОМД.

Деформация – это изменение размеров и формы тела в результате действия внешних сил, происходящее без изменения объёма тела.

Степень деформации Е – количественное выражение величины деформации, т. е. Относительное изменение размера тела:

,

где — размер тела до деформации;

— изменение размера в результате деформации.

Упругая деформация – деформация, исчезающая при снятии внешней нагрузки.

Пластическая деформация – деформация, остающаяся после снятия нагрузки.

Общая деформация под нагрузкой складывается из упругой и пластической. После снятия нагрузки остаётся только пластическая деформация.

Пластичность металла – способность металла к пластической деформации; количественно выражается величинами относительного удлинения () при разрыве образца и относительным сужением образца в месте разрыва ().

Наклёп (нагартовка) – явление возрастания прочности и твёрдости, снижения пластичности и вязкости металла в результате изменения его структуры при холодной пластической деформации. Состояние металла, получающееся в результате развития наклёпа, называют наклёпанным или нагартованным.

Рекристаллизация – это процесс образования и роста новых более равноосных и равновесных зёрен (кристаллитов) за счёт деформированных зёрен. Рекристаллизация проявляется в изменении структуры, в снижении твёрдости и прочности и в повышении вязкости и пластичности.

Температурный порог рекристаллизации (Тр) – минимальная температура, при которой у данного металла наблюдается процесс рекристаллизации.

Рекристаллизационный отжиг – вид термообработки, заключающийся в нагреве деформированного металла выше температурного порога рекристаллизации на 100-150С и выдержки при этой температуре.

Возврат (отдых) – явление уменьшения искажённости кристаллической решётки зёрен наклёпанного металла, происходящее при его нагреве не выше его Тр. При возврате (отдыхе) структура металла не изменяется, поэтому его механические свойства практически остаются без изменений.

Холодная обработка давлением – пластическое деформирование металла при температурах ниже Тр, приводящее к наклёпу.

Горячая обработка давлением – пластическое деформирование металла при температурах выше его Тр.

Критическая степень деформации – это степень пластической деформации, после которой при рекристаллизации в металле образуется более крупное зерно, что обуславливает значительное снижение всех механических свойств металла (т. е. ведёт к браку).

Физические основы процессов ОМД.

При упругой деформации под действием внешних сил происходит обратимое искажение кристаллической решётки в зёрнах металла, при котором частицы, находящиеся в узлах кристаллической решётки, смещаются из положения равновесия на расстояния, не превышающие половину параметра решётки. При снятии внешней нагрузки смещённые частицы возвращаются в положение равновесия.

Рис.1 Схема сдвига в кристале.

Основным механизмом пластической деформации металлов является внутризёренное сдвиговое перемещение одних частей зерна относительно других. Сдвиг происходит по дислокационному механизму, т.е. частицы смещаются не одновременно по всей плоскости скольжения, а путём последовательного перемещения по ней краевых дислокаций (рис.1). После прохождения одной краевой дислокации части зерна смещаются относительно друг друга на один параметр решётки.

Сдвиг (скольжение) происходит по плоскостям наиболее плотной упаковки атомов, так как вдоль этих плоскостей сопротивление сдвигу со стороны кристаллической решётки минимально. При достаточно больших деформациях скольжение распространяется на большее число плоскостей, приводя к множественному скольжению и, и следовательно, к заметному изменению формы зерна.

Следы скольжения в виде прямых линий (линий скольжения) в пределах отдельных зёрен видны под микроскопом на предварительно полированных и затем пластически деформированных и травленых образцах. С увеличением степени деформации число линий скольжения в зерне и число зёрен, в которых эти линии появляются, непрерывно возрастают.

Направления линий скольжения в отдельных зёрнах могут различаться, так как направления усилий, передаваемых от окружающих зёрен, точно не совпадают.

При больших деформациях образца сдвиг может проходить и по границам зёрен.

С увеличением степени деформации изменяется форма зёрен. Они вытягиваются в направлении деформации (в сторону действия нагрузки при растяжении и перпендикулярно нагрузке при сжатии).

Пластическая холодная деформация может развиваться только под действием возрастающей внешней нагрузки (из-за нарастания наклёпа).

Степени плоскостопия — диагностика и определение степени деформации

До 80% населения имеет неправильное состояние стоп ног. Одно из них – опущенный или почти исчезающий свод стопы или плоскостопие. Сообщается, что 98% детей рождаются со здоровыми ногами, но 33% детей в дошкольном возрасте имеют разные степени плоскостопия. Это означает, что нарушение чаще всего формируется в раннем детстве в результате неправильного развития и положения стопы. Плоскостопие бывает продольными и поперечными. Поперечный дефект характеризуется уменьшением поперечного свода стопы и потерей пружинистости. При продольном плоскостопии уменьшается или исчезает продольный свод, что сопровождается вальгусностью пяточной кости.

Читать еще:  Какой кирпич лучше использовать для печи

Причины и степени плоскостопия

Есть много причин плоскостопия. Общий фактор – ослабление связок между короткими мышцами и костями ног. Частые причины этого нарушения – преждевременное обувание детей, попытки поставить их на ноги во время недостаточной развитости ступни (напр., в ходунках), недостаточный размер обуви, длительные и трудные прогулки, приводящие к сильной усталости ног.

Небольшие отклонения в процессе роста могут стать фиксированными, обеспечив основу для развития определенной степени плоскостопия.

Другие причины, типичные для более позднего детства, представлены быстрым ростом или соревновательными видами спорта, среди которых:

  • легкая атлетика (прыжки, бег);
  • гимнастика;
  • хоккей;
  • лыжи;
  • теннис;
  • футбол и др.

Во взрослом возрасте на развитии дефекта сказываются:

  • чрезмерные перегрузки на работе;
  • ношение жесткой неподходящей обуви;
  • спорт;
  • лишний вес.

Плоскостопие может возникать во время беременности или менопаузы из-за увеличения веса и гормональных изменений. Важно также наследственное влияние (но оно минимальное), гипермобильность, т.е. увеличенная эластичность связок.

Особая группа причин – переломы, особенно пяточной кости и свода.

Классифицируются 3 основные степени плоскостопия.

  • I степень – легкая. Проявляется только при нагрузке на ноги, т.е. при стоянии и ходьбе. На этой стадии деформации стопы связки устойчивые, но продольный свод понижается, ослабляя фиксацию свода.
  • II степень – средняя. Более серьезная проблема. При ходьбе нагрузка переносится на внутреннюю часть стопы, что также заметно на обуви, которая более истоптана на внутренней части. На этом этапе можно воздействовать на дефект, вернуть стопу в идеальное состояние. 2 степень характеризуется мышечной слабостью, отеком, усталостью ног. Неправильное положение свода стопы заметно как при нагрузке, так и в состоянии покоя.
  • III степень – тяжелая. В случае сильно плоских стоп – 3 степени деформации – происходят практически необратимые изменения. Мягкие ткани уже адаптированы к неправильному положению и плохому состоянию стоп. На этом этапе ступня ступает почти исключительно на внутреннюю часть, которая несет большую часть веса тела. 3 степень проявляется болезненной жесткостью стопы, обусловленной сокращением мышц. Нормальное состояние свода не может быть достигнуто.

Самую простую проверку наличия и степени плоскостопия можно провести в ванной комнате. Станьте мокрыми ногами на пол, посмотрите на оставленный след, оцените его форму.

  • Легкая деформация – I степень. При тесте в ванной комнате наблюдается лишь небольшое расширение центральной части стопы.
  • Средняя деформации – II степень. Отпечаток на плитке сильно расширен. Средняя степень плоскостопия может быть скорректирована, свод поддается направлению.
  • Сильная деформация – III степень. В этом случае вес на ступне уже находится преимущественно на внутренней части, вся ступня «падает» внутрь, что видно по отпечатку следа на полу в ванной комнате. Мягкие ткани необратимо адаптированы к неоптимальным биомеханическим условиям: даже относительно плоская нога может твердо удерживать свою форму. Обследования могут проводиться в подологических консультационных центрах.

Более сложные и точные обследования проводятся с помощью подоскопа и различных форм плантограмм.

Проявления плоскостопия

Первое проявление плоскостопия – усталость ног после продолжительной ходьбы и стояния, связанная с этим отечность стопы. Человек также может чувствовать тяжесть в ногах, покалывание, жжение, чувство холода. Позже могут появиться боли под подушечками пальцев, боли в мышцах, иррадирующие в пальцы ног, лодыжки или свод.

В долгосрочной перспективе наблюдаются постепенные негативные изменения на более высоких уровнях – в суставах нижних конечностей, в области таза и всего позвоночника.

С развитием поперечной плоской стопы на внутренней стороне сустава большого пальца возникают синяки и отеки, появляется «косточка на ноге», молоткообразные пальцы.

Диагностика и определение степени деформации

Точный диагноз, определение причины и степени деформации проводится при осмотре в ортопедической клинике. Выяснение и устранение причины дефекта – очень важный шаг, т.к. причинным фактором может быть травма, воспаления при системных заболеваниях соединительной ткани (напр., ревматоидном артрите).

В ходе обследования врач оценивает изменение положения пяточной кости во время упражнений, стояния на цыпочках, ходьбы по пятам.

На ранних стадиях дефекта (I стадия) для диагностики поражения мягких тканей применяется ядерный магнитный резонанс.

Важный момент – степень движения стопы при эверсии и инверсии, появление боли в этом движении, типичное для II степени нарушения. Нога также исследуется с помощью плантоскопа (устройства для оценки подошвы стопы) или плантографа (устройства для снятия отпечатков ног).

Для определения правильного терапевтического подхода проводится динамическая плантография (оценка динамики изменения нагрузки на переднюю часть стопы с помощью специального устройства). В случае значительных деформаций (III степень) для диагностики используется трехмерная компьютерная томография.

Для диагностики осевого положения костей и дегенеративных изменений в суставах используются рентгенограмма стопы или специальные изобразительные методы.

Часто поражаются перегруженные сухожилия и связки на внутренней стороне стопы, изменяются хрящи нижней части сустава. Без лечения тяжелая деформация приводит к разрушению суставов стопы и артрозу.

Определение критических степеней деформации материала

Термомеханические свойства МПФ во многом определяются схемой и степенью деформации. Целесообразно рассматривать их в зависимости от величины наведенной деформации и приводить при соответствующих критических степенях деформации.

Величина критической степени деформации определяется соотношением напряжений мартенситного превращения (МП) и скольжения (рис. 3.14, а). Соотношение параметров этих процессов будет определять вид результирующей деформационной кривой МПФ, которая в общем виде представлена на рис. 3.14, б.

При деформации материала сначала достигается уровень напряжений МП и реализуется механизм мартенситного превращения. Величина накапливаемой деформации при этом ограничена кристаллографическими особенностями превращающихся фаз. С увеличением степени деформации напряжения мартенситного превращения интенсивно возрастают. Это связано с постепенным уменьшением количества благоприятно ориентированных по отношению к прилагаемой нагрузке объемов исходной фазы, а также упругим взаимодействием растущих кристаллов мартенсита между собой и дефектами кристаллического строения (скоплениями дислокаций, границами зерен и второй фазы). Поэтому при дальнейшей деформации напряжения могут достигать уровня, необходимого для развития процессов скольжения. При этом реализуется смешанный механизм

Читать еще:  Как рассчитать толщину плиты

деформации, включающий в себя элементы мартенситного превращения и скольжения. Степень деформации, соответствующая началу смешанного механизма формоизменения соответствует первой критической степени деформации (8кР), по достижении которой материал теряет способность к полному формовосстановлению.

Рис. 3.14. Кривые деформации материала [а) по мартенситному механизму (7) и скольжением (2) и результирующая деформационная кривая МПФ (б). Механизмы формоизменения: 7 — мартенситный; 2 — скольжение; 3 — смешанный

Угол наклона деформационной кривой (см. рис. 3.14, б) определяет интенсивность возрастания напряжений по мере развития деформации. Очевидно, что чем более пологий вид имеет кривая, тем при больших степенях деформации достигается уровень напряжений скольжения и, следовательно, выше значения критической степени деформации.

Вторая критическая степень деформации (е^) отвечает максимальной величине ев и (или) 8су.

Величины е|ф и 8кР определяют смену механизма формоизменения материала (см. рис. 3.14). При деформациях до реализуется мартенситный механизм формоизменения, включающий рост мартенситных кристаллов или их переориентацию двойникованием. Свыше е|ф деформация приводит к развитию скольжения, вследствие чего полного восстановления формы после разгрузки и нагрева не происходит. При деформациях более е^р скольжение приобретает превалирующую роль в механизме формоизменения материала, что затрудняет реализацию эффекта памяти формы. Накопление необратимых дефектов кристаллического строения при развитии процессов скольжения приводит к расширению интервала температур восстановления формы и резкому снижению СВФ.

Если величина невосстановленной деформации не приводит к заметному изменению геометрических размеров изделия, то ее можно не учитывать. Невосстановленная деформация порядка 0,2% находится в пределах допусков на большинство видов изделий и в то же время может быть достаточно точно измерена в процессе исследований.

Для определения критических степеней деформации и отвечающих им термомеханических свойств МПФ проводят серию экспериментов на образцах с различной степенью наведенной деформации, результаты которых представляют в виде зависимостей ев, СВФ, Ан и Ак от ен или ?ост (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Влияние остаточной (гост) или наведенной (ен) деформации на характеристики эффекта памяти формы (А®, А®, ев, СВФ) и критические степени

На этих зависимостях выделяют критические степени остаточной ИЛИ наведенной деформации — ?кр И ?кр. При этом можно выделить три этапа. На первом ?в, ?су линейно растут с увеличением ?н, а СВФ составляет 100%. На втором этапе рост ?ви ?су замедляется и появляется невосстановленная деформация ?нв, СВФ постепенно снижается. На третьем этапе наблюдается уменьшение ?ви ?су и рост ?нв происходит интенсивно, СВФ стремится к нулю. Такое стадийное изменение характеристик восстановления формы связано с различиями в механизме формоизменения материала. На первой стадии при деформации МПФ реализуется механизм передвойникования мартенсита (при температурах ниже М ) или его образования из аустенита (при температурах выше Мк). Чем выше степень наведенной деформации материала, тем больше объемная доля благоприятно ориентированного мартенсита и величина восстановленной при нагреве деформации. По мере увеличения наведенной деформации повышаются напряжения двойникования или мартенситного превращения, достигая при переходе ко второй стадии напряжений скольжения. Накопленная при образовании и движении дислокаций пластическая деформация необратима при последующем нагреве, что приводит к образованию невосстановленной деформации и замедлению роста ев и есу. На третьей стадии механизм скольжения становится превалирующим в формоизменении материала, затрудняет восстановление ориентировки аустенита при нагреве и вызывает снижение вв.

Знание деформационных границ реализации различных стадий механизма формоизменения МПФ является важным, поскольку определяет области работоспособности материала. Деформации до ?кР должны использоваться в многократно срабатывающих изделиях из МПФ (термосиловые приводы механизмов и т.п.), а в одно-кратносрабатывающих изделиях до ?*р (термомеханические соединения и т.п.). В этом отношении наиболее важной является ?кР, определение которой целесообразно проводить до появления экспериментально определяемой величины невосстановленной деформации. В большинстве случаев эта величина может соответствовать 0,2%. Определение ?кр целесообразно проводить по серии опытов, в процессе которых образец циклически деформируется с малых до более высоких степеней (рис. 3.16). После каждого цикла деформируемый образец нагревают выше Ак и определяют невосстановленную степень деформации (рис. 3.16, б). Интерполируя зависимость ?нв, определяют критическую деформацию, соответствующую ?нв = 0,2% (рис. 3.16, в). Критической степени деформации на кривой нагружения (рис. 3.16, а) отвечают критические напряжения — а^ 2 .

Рис. 3.16. Схема определения критической степени деформации МПФ: а — циклическая деформация образца до различных степеней; б — нагрев выше Ак и определение степени невосстановленной деформации для каждой наведенной деформации; в — определение критической деформации, соответствующей енв = 0,2%

Критические степени деформации определяются схемой нагружения и температурой деформации (рис. 3.17). При температурах нагружения материала выше Мн снижается и достигает величин, характерных для обычной упругой деформации при температурах свыше М . Учет значений критических степеней деформации является обязательным при проектировании изделий из материалов с эффектом памяти формы.

Рис. 3.17. Влияние схемы деформации на температурную зависимость критической степени деформации в сплаве «Л — 54,8 масс. % М [17, с. 66]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector