Дипломная работа: Релаксационная стойкость напряжений в металлах и сплавах

λ — частота колебания дислокаций в момент времени τ.

Релаксация, соответствующая логарифмической области, слабо зависит от температуры и совершенно не зависит от напряжения. Деформация находится в линейной зависимости от энергии активации.

Фелтам для этой температурной области дает следующее уравнение релаксации напряжений:

(16)

где γ— коэффициент, не зависящий от времени τ и ;

(17)

Величина снижается приблизительно линейно с повышением температуры.

Энергию активации релаксации определяют из зависимостей:

при напряжении сдвига

(18)

при растягивающем напряжении

(18’)

2. Среднетемпературная релаксация наблюдается в области температур [(0,25-0,5)], при которых активно развиваются процессы возврата, а ближе к верхнему уровню температур — рекристаллизации. Основные процессы, контролирующие ход релаксации напряжений,— переползание краевых дислокаций и двойное поперечное скольжение, благодаря которым происходит разупрочнение металла; последнее все в меньшей степени может компенсировать ослабевающее действие источников дислокаций. Диффузионные процессы вызывают переползание дислокаций из одной (заблокированной) плоскости скольжения в другую (незаблокированную). Скорость релаксации в этой температурной области находится в экспоненциальной зависимости от энергии активации:

(19)

Однако пока еще нет единого мнения, как правильнее определять энергию активации релаксации, Л.П. Никитина подсчитывает энергию активации, пользуясь зависимостью

(20)

где- время, через которое напряжение станет равным σ;

А₀ — коэффициент. Ф. И.

Ф. И. Алешкин для этой цели использует аналогичную зависимость [5]

(20’)

3. Высокотемпературная релаксация наблюдается при температурах (выше~0,5 ), при которых активизируются процессы диффузии. В этой области преобладает вакансионный механизм диффузии, что приводит к ускорению переползания дислокаций.

При малых напряжениях энергия активации миграции вакансий определяет интенсивность процесса деформации. При больших напряжениях и в этом интервале температур деформация обусловлена движением дислокаций. Однако это не сопровождается заметным упрочнением, поскольку большинство дислокаций выходит на поверхность кристалла.

Для очень высоких температур ( 0,5 ) характерна совокупность диффузионных процессов (которые как бы создают предпосылки движения дислокаций) и процессов переползания дислокаций.

1.4 Основы релаксационной стойкости металлических материалов

Сопротивление металлических материалов релаксации напряжений зависит, прежде всего, от прочности связей в кристаллической решетке основного металла. Б.М. Ровинский и В.Г. Лютцау [6] показали, например, что чем «жестче» кристаллическая решетка, тем больше релаксационная стойкость металлов. В качестве критерия релаксационной стойкости используется величина

(21)

Здесь — параметр, характеризующий интенсивность релаксационного процесса, зависящий от состава и структурного состояния металла.

Этот параметр находят из уравнения

(22)

где — начальная упругая деформация;