Реферат: Металлы
Размер зерна поле кристаллических материалов является одним из основных параметров микроструктуры. Уменьшение размеров зерен позволяет увеличить прочность и вязкость металла, поэтому при измельчении зерна возрастает вязкость разрушения. Использование такого метода как контроль процесса выплавки и особенно раскисления стали, понижение температуры конца прокатки, термоциклическая и термомеханическая обработка, которые способствуют измельчению зерна, позволяет одновременно повысить вязкость разрушения.
Влияние лидирующих элементов на вязкость разрушения, прежде всего, обусловлено их воздействием на величину зерна. Элементы, которые способствуют измельчению зерна, повышают вязкость разрушения, а элементы, упрочняющие твердые растворы наоборот понижают вязкость разрушения. Знания параметров вязкости разрушения позволяют обеспечить надежность конструкции, это важно в тех случаях, когда применяются высопрочные материалы в новых проектах, которые не имеют аналогов в прошлом, а безопасность изделий должна быть, бесспорно, обеспечена.
Оценку для определения переднего фронта вязкой трещины можно найти по виду излома разрушегося образца. Метод основан на определении соотношения площадей вязких и хрупких участков излома ударных образцов. Вязкий излом имеет характерное строение с пепельным оттенком. С понижением температуры количество волокнистой составляющей в изломе снижется, появляются блестящие участки. Обычно за критическую температуру принимают такую, при которой доля волокнистой структуры равны 50%.
В большинстве случаев надо определять не только общую работу разрушения при ударном изгибе, но и ее составляющие, а именно работу за рождение и работу развития трещины. Работа зарождения переднего фронта вязкой трещины зависит от радиуса надреза. Чем острее надрез, тем меньшая работа нужна для зарождения трещины. Работа развития трещины мало зависит от мезогеометрии надреза и лучше характеризует склонность металла к хрупкому разрушению. Для ее определения обычно используют образцы заранее инициированной трещины. При испытании пластичных материалов работа разрушения образца с трещиной превышает истинную работу развития вязкой трещины на величину работы пластической деформации, расходуемой на изгибную и поперечную макродеформации.
Метод определения – ударной вязкости основан на линейной зависимости ударной вязкости от радиуса надреза.
Один и тот же материал под действием различных приложенных нагрузок может давать хрупкий или вязкий излом. Излом называют вязким в том случае если до разрушения материал обладал значительной пластичностью. Определение переднего фронта вязкой трещины заключается в испытании на ударную вязкость. Это один из методов который состоит в следующем: испытание на изгиб, испытание образца имеющего надрез и испытание действием ударной нагрузки. Испытания на вязкость, вязкой трещины позволяют изучать процессы старения, контролировать правильность термообработки и испытывать сварные соединения. Преимущество этого метода состоит в быстроте, малом расходе материала.
Распределения нагрузки в изотропном теле может быть описано шестью компонентами при условии использования мезогеометрии. В координатных плоскостях действуют нормальные компоненты напряжения и тангенциальные компоненты напряжения. С помощью этих главных напряжений могут быть рассчитаны сдвигающие усилия, действующие в других плоскостях. Сумма главных напряжений может быть равна 0, в этом случае систему называют деформационной. Действие нормальных напряжений вызывает упругое искажение атомной решетки.
В отличии от нормальных напряжений здвиговые напряжения могут вызывать пластическую деформацию, обусловленную сдвигом атомных слоев. При гидростатическом напряженном состоянии сдвигающие усилия отсутствуют. Это значит, что вплоть до наступления хрупкого излома материал не деформируется. При наличии деформационной системы наступит момент, что разрушение произойдет после заметной пластической деформации. Такой метод распределения напряжений по трем координатных осям может быть применен к определением вязкой трещины по измерениям мезогеометрии излома. В результате этого возникает местное растяжение материала, надрез выполняет сужение сечения, надрез устраняет появления сдвигающих напряжений.
Самый важный параметр - величина ударной вязкости. Чаще применяют методику, по которой определяют отношение площади кристаллического пятна на поверхности излома к общей величине сечения образца до разрушения на участках, которые имеют кристаллическую поверхность излом носит хрупкий характер. Для получения более точных результатов данную поверхность излома проектируют в увеличенном виде на матовое стекло.
Другой важный параметр – угол, который образуют после испытаний обе половины образца с центральной осью проходившей через образец до испытаний.
Оба эти метода то есть определение величины кристаллического пятна и угла изгиба металла, имеют перед методом определения работы при разрушении металла то преимущество, что найденные значения всегда могут быть проверены, если сохранить испытанный образец. Скорость, в которой груз ударяет по данному образцу, составляет 5-7 метров за