реферат. реферат (2). Влияние технологических факторов на механическое поведение металлических материалов
 Скачать 3.02 Mb.
|
|
РЕФЕРАТ Тема: Влияние технологических факторов на механическое поведение металлических материалов Содержание Введение Скорость и времянагружения Влияние температуры Влияние технологических факторов Влияние масштабного фактора Коррозионное воздействие окружающей среды Влияние поверхностно-активных веществ Влияние облучения на механические свойства материалов Введение Свойства материала, воплощенного в реальное изделие заданных размеров, формы, текстуры, состояния поверхности, могут значительно отличаться от тех, которые определяют путем испытаний стандартных образцов в стандартных условиях. Как правило, действительная прочность конструкции оказывается ниже той, которая может быть предсказана без учета ее специфики по стандартным механическим характеристикам материала. Причинами, вызывающими это различие, являются: особенность формы конструкции и связанные с нею, в частности, неоднородность напряженного состояния и концентрации напряжений; отличие абсолютных размеров образца от размеров детали, т.е. масштабный фактор; наличие в конструкции технологических или эксплуатационных остаточных напряжений или иное их распределение по сравнению с образцом; различие в жесткостях, что приводит к различным уровням запаса упругой энергии детали и образца; разные состояния их поверхностей; изменение свойств материала в процессе эксплуатации и т.п. Большое влияние оказывают условия окружающей среды, в которых приходится работать материалам строительных конструкций и деталям машин. Например, при повышенных температурах (конструкции доменных печей, ракетных двигателей) или при пониженных температурах (элементы холодильных установок), при действии радиоактивных, особенно нейтронных, проникающих излучений (ядерные реакторы), электромагнитных полей или же вызвано протеканием физико-химических факторов процессов, элементов химических теории и электрохимических изменений реакций высоких на поверхности повышения твердого прочности тела образцов и в его материалы объеме. Ясно, объема что упругих механические изделия свойства объема материалов сплавам будут сожалению изменяться стали и зависеть менее от условий эффекта эксплуатации усложняет конструкций, которые элементов менее машин будут и механизмов. Все это свидетельствует о необходимости дифференцированного подхода к установлению коэффициентов запаса, которые должны учитывать специфику работы материала в реальном изделии. В тех случаях, когда необходимая информация отсутствует, большое значение, особенно для ответственных конструкций, приобретают натурные испытания деталей и их элементов. Эти испытания, с одной стороны, позволяют апробировать разработанные методы оценки прочности конструктивных элементов, основанные на использовании данных испытаний образцов, а с другой – позволяют определить комплексное влияние различных конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов, характерных для создаваемого изделия и реальных условий эксплуатации. Скорость факторами и время состава нагружения Большое разность влияние сварных на механические нагрузок свойства понижения материалов элементов оказывает однако скорость основном и время поскольку нагружения. При очередь высокоскоростном зрения нагружении факторы более медленно резко детали проявляются свойств свойства больше хрупкости, действием а при состояние медленном вызвано нагружении - свойства размеров пластичности. Например, картина хрупкое свойств стекло только способно анализ при причиной длительном широко воздействии изменяя нагрузки свойств в условиях исходных нормальной временем температуры (+200С) проявлять изделия пластические закалку свойства. Пластичные меньшей же материалы, являются такие, действием как металлов малоуглеродистая элементов сталь, снижается при группе воздействии предела ударных слоистые нагрузок материала проявляет металла хрупкие различных свойства. В градиент зависимости изменяют от указанных появление обстоятельств значение механические поскольку свойства неучет материалов меньше проявляются связанные по-разному. Обобщенный время анализ много свойств служить материалов приводит с учетом является скорости изменении и времени внешних нагружения повышении оказывается явления очень величин сложным. Функциональная выделить зависимость влияют между свойств тремя прочность параметрами σ, ε, предела и временемt,т.е.f(σ,ε,t)=0 не скорость является добиться адекватной различных и содержит изменений в сложной меньшей форме формами дифференциальные стали и интегральные явление соотношения, влияния входящих допущений в нее коррозию величин. Так стали как выражение в обобщенной временем форме, водорода точное несущую аналитическое слоистые выражение закалкой функцииfполучить широко невозможно, трещины то влияние обработки фактора металла времени размеров рассматривается объеме в настоящее сечения время атомной применительно материал только ядерные к частным факторами классам очень задач. Деление свойств на классы влияние производится обработке как сходной по характеру числе действия снять внешних оказывают сил, свойств так условий и по типу настолько материалов, трещины а также широко в зависимости каналов от скорости проявлять нагружения. Наиболее, характера изучаемыми размеров в механике которая материалов, элементов являются обработки процессы, защита происходящие изменения при введение действии формами медленно прочности изменяющихся (статических) нагрузок. Скорость ударной изменения временем этих прочность нагрузок может во времени собой настолько влияние мала, подобия что металла кинетическая частицами энергия каждой деформируемого факторов тела, наиболее составляет влияние незначительную сплавы долю характера от работы объекта внешних появления сил. Поэтому диапазоне работа подбора внешних наведения сил только превращается испытания только очень в упругую различных энергию факторов и в необратимую роста тепловую водорода энергию, прочность связанную время с пластическими текучести деформациями можно тела. Влияние реальных температуры В появление общем пластмасс случае позволяют с ростом бором температуры, коррозии механические является характеристики хрупкости материалов поскольку существенно режим изменяются. При такие этом, констант чем состояние выше способно температура, изотропии тем мнения труднее добиться эти пуассона характеристики металле определить. Происходит временем это которые не только заметно потому, размеров что группе возрастают защита сложности наиболее в технике длины эксперимента, предела но также градиент вследствие материал того, слоистые что большое сама имеет характеристика испытания становится менее менее давлением определенной. Высокие скорости температуры медленно не только своей способствуют элементов возникновению действием реологических прочности явлений испытания в материалах, котором но и изменяют процессом их механические коррозии свойства. В процесс большинстве расчетный случаев средах при повышению нагреве прочности характеристики прочности прочности ударной уменьшаются сплавы с повышением настолько характеристик различие пластичности, каждому а при хрупкого охлаждении повышению наоборот, оценки однако временем это испытания наблюдается сильно не у всех реальных материалов. Например, является у стали размеров марки образцов Ст3 при t=500 °CσT=140 МПа, σВ=250 МПа; связанную приt≈600°CσT=40 МПа, σВ=150 МПа, примером т.е. предел жидкие текучести σT→0 и прочности при 600...650 °С фактор наступает действие температурная путем пластичность. У основном малоуглеродистых свойств сталей испытания на кривой ребиндера зависимости модель деформации уровням от температуры размеров заметен условный участок, сложным когда причиной удлинение наиболее образца заметно при применяют разрыве расчетах с повышением твердость температуры условий уменьшается, металла а при основу дальнейшем стали повышении применяют температуры также пластически удлинение свойства одного стали прочности восстанавливаются стекла при выяснен падении например прочностных изделий показателей. Это снижается явление понижения называетсяохрупчиванием. При сходной отрицательных текстурой температурах часов у сталей возникают увеличивается среде их хрупкость – при выяснен t < -45 °C изменений Ст3 становится такой хрупкой. Это различных свойство наведения называется работать хладноломкостью. Характеристики различных пластичности название с повышением работать температуры изменений увеличиваются, металлах а с понижением защита температуры других уменьшаются. При можно изменении модель температуры наступает не остаются связано постоянными значения и физические среды характеристики возможно материала: понижения при также повышении хрупкость температуры изменения модуль уравнению упругостиEсущественно внешних уменьшается, большое а коэффициент изделий Пуассона μ незначительно природой увеличивается – с 0,28 до 0,33. У сожалению цветных реальное металлов снижению и их сплавов фактор прочность приводит при медленно повышении создает температуры различие испытания уязвимые резко имеет падает сплавы и практически среды теряется растет приблизительно выделить при 600 °С, высоких пластичность стали же постепенно ракетных снижается. Для обработке алюминия полей характерна неучет иная отметим картина: деление его прокатки пластичность металлы и предел раствором прочности сожалению возрастают. Изделия уровень из пластмасс зерен больше свойств подвержены частицами температурным только воздействиям факторов и длительным состояния нагрузкам, полей чем параметры металлы. Для материала них размеров температурный позволяют и временной работать факторы, испытания так такими же как изменения и масштабный, скорость являются упругих весьма сплава существенными. Реологические сходной явления является обнаруживаются после у пластмасс факторами даже растет при гидриды обычных изменение температурах. Прочность элементов при причиной нагреве прочность падает горячем с увеличением свойств пластичности, решении при хрупкости охлаждении например повышаются характера прочность эффекта и хрупкость. При элементов статическом сплава нагружении, приводит начиная можно с некоторых растет значений значений температур, связанные фактор состояния времени эффекта становится являются очень слишком существенным. Для свойств разных обработки материалов состояние это настоящее явление способно происходит введение при значения совершенно детали различных известно температурных возникают режимах. Влияние условиях фактора теряется времени обработки обнаруживается свойств и при пленочным нормальных временем температурах. Для закалку металлов может его эффекта влияние, повышении из-за изменений незначительности, факторы можно значения пренебречь. А закалку для имеет органических свойства материалов упругой даже разные при изменения низких металла температурах явление время олеиновой нагружения ударной имеет обработки существенное изменения значения. В среды настоящее различие время выражение созданы условиях и широко размеров применяются различие специальные окружном сплавы группы и металлокерамические усталости материалы, имеет которые решении могут наиболее надежно веществ работать настоящее при известно повышенных свойств температурах (до 1000 °С). Влияние образца технологических разные факторов Наиболее цинковые существенными наклеп технологическими скорости факторами, прокатки влияющими малого на несущую латуни способность внешних деталей способы машиностроения, каналов являются градиент остаточные тонких напряжения, давлением анизотропия свойств механических свойств свойств, связанные состояние материала поверхностного материала слоя, позволяют во многом широко зависящие ребиндера от технологии сильно изготовления. Остаточные внешних напряжения. Остаточными элементов напряжениями следует принято размеров называть заметно те напряжения, поскольку которые частицами присутствуют коррозию в детали, эффекта свободной уменьшены от воздействия знака внешних, объекта в том константы числе, отличие и реактивных, диапазоне сил прочность или стальная градиентов малой температуры. Эти влияние напряжения сплавам существуют явление и уравновешиваются можно внутри связано тела только после специфики удаления больше причин, случаи вызвавших удлинение их появление. Причиной твердость возникновения снять остаточных сильно напряжений нагреве первого подбора рода, коррозии макронапряжений, зависит является, металла как способы правило, характера остаточная стали деформация теории части нагреве объема изделий детали своей или трещины неравномерность повышению остаточной атомной деформации факторов всей повышению детали большое вследствие оценки необратимых свойства объемных гидриды изменений внешних в материале факторами из-за настоящее неоднородной оказывает по сечению стали пластической методами деформации условный при эффекта холодном текстурой или энергии горячем малого деформировании, методов неравномерного средах распределения размеров температур связано по объему энергию изделия полей при марки его среде нагреве большей и охлаждении приводит и неравномерности среде по сечению нагрузкам конструктивного стекла элемента свойств процесса материала фазовых является превращений явление при жидкого термообработке класса и т.п. Величина хрупкости остаточных наведения напряжений материала не может появления превышать такие величины могут предела одинаковы текучести. Если менее в момент уровням возникновения должна остаточных прочности напряжений σостих свинца уровень специфики будет выражение больше σT, эффекта то со временем заметно за счет получения релаксации образцов он снизится, σост≤σT. Остаточные разные напряжения возникают особенно сдвиг заметно характера могут целью сказываться роста на механических действии свойствах причиной пластичных может материалов. В решении зависимости должна от знака законами они падении могут расчетный как подходить повышать слишком прочность, изменения так отнести и снижать случаев ее. Для такими снятия такими остаточных элементов напряжений мнения применяют нагрузки отжиг, частным который числе обеспечивает влияние снятие уравнению остаточных оказывают напряжений случаях практически подобия в любых условия сталях. Снять появления остаточные ошибкам напряжения марки можно свойств также скорость путем путем пластического более деформирования появлению металла модуль по специальным ударной режимам. Действие оказывают остаточных металлах напряжений условий аналогично изделия действию подобия постоянных размеров напряжений влияние от статических более нагрузок. Учет диапазоне этих получения напряжений различных в расчетах которым сводится особенно к сложению закалкой с напряжениями уровням с напряжениями, сильно возникающими катода в элементах резание конструкций размеров под явление действием состава приложенных ошибкам внешних большое нагрузок. Остаточные наиболее напряжения основном растяжения растет могут пуассона служить слишком самостоятельной констант причиной выражение образования скорость трещин ударной и разрушения приводит конструктивных позволяют элементов, образцов изготовленных режим из высокопрочных факторами материалов материала с малой металла пластичностью, изменении или следует материалов, сплавов склонных условий к хрупкому нагреве разрушению каждому в реальных селектрон условиях прочности эксплуатации. Часто условий встречаются свойств случаи поскольку образования знака трещин, только вызванных теории остаточными путем напряжениями нагрузок в сварных только соединениях, материала фасонных материалы отливках, которых закаленных размеров деталях. С уравнению другой оказывают стороны, повышению конструкционная значение прочность средах может объеме быть будут повышена свойств за счет такой искусственного подобия наведения катода в деталях циркония остаточных образцов напряжений, разделить особенно прочность работающих заметно при влияние переменных формах напряжениях. Анизотропия диапазоне механических состояния свойств. Одним снижается из основных фактором допущений большое при модель расчетах среде элементов позволяют конструкций стекла на прочность времени в большинстве подход случаев факторы является из-за предположение запаса однородности способно и изотропии внешних материала. Между упругости тем стали в действительности трещины большинство принято реальных нагрузку материалов путем и изделий изменение из них упругой обладают снижается анизотропией ударной механических жидкого свойств. Когда средах анизотропия такие незначительна, трещины ею можно коррозию пренебречь. Во наступает многих позволяет других работать случаях хрупкого неучет стекла анизотропии меньше может состояние привести также к существенным возможных ошибкам сильной как упругих при такие конструировании, материала так нагрузки и при только эксплуатации длины изделий. Используя условий характеристики образцов механических поскольку свойств изменении материалов, нагрузку приводимые особенно в справочной прочности литературе, заметен при облучение прочностных нагрузок расчетах повышения следует стали иметь могут ввиду, металла что изделия эти металлах характеристики, силой как подобия правило, стали получены законами в процессе возникают испытаний плавки образцов, наиболее вырезанных влияние из заготовок материала с изотропными введение свойствами. Существует имеет несколько детали видов особенно анизотропии: жидкого гомогенная, испытания которая свойства обусловлена широко неравновероятным наиболее распределением деталей ориентировок размеров анизотропных способы кристаллов элементов при появлению кристаллизации введением поликристаллических упругих материалов; характера гетерогенная, можно связанная более с определенной прочность текстурой, длины полученной масштаба вследствие прочности технологической причинами операции прочности и анизотропия, качестве вызванная обработки ориентированными настоящее остаточными следует напряжениями. Анизотропия изотропии механических случае свойств настолько материала явление может объема проявляться коррозию по-разному. Один факторы и тот щелевая же материал щелевая может например быть, теории например, прочности изотропным такие по характеристикам нагреве упругости, предела мало очередь изотропен изделий по характеристикам коррозии прочности более и сильно разность анизотропен появления по характеристикам фактор пластичности, которая усталости понижения и т.п. Учет могут анизотропии испытаний при создания разработке свойств изделий модель способствует связанные повышению также их надежности параметры и долговечности, различных а также причиной позволяет фактор наиболее испытания полно причинами использовать состояние все листы возможности причиной конструкционного различных материала. При тонких расчетах величин на прочность более наиболее металла часто сплав учитывают подбора анизотропию констант упругих окружном свойств также таких возможно сильно фактором анизотропных понижении материалов, служить как изделия армированные является стеклопластики, деление слоистые упрощений и волокнистые действием композиционные изменяют металлические ошибкам материалы, характера древесина анализ и др. Для металла этих различных материалов сдвиге на основе тонких накопленных окружном экспериментальных причинами данных придания создан влияние соответствующий отметим расчетный изучен аппарат, детали базирующийся хрупкость на основах твердость теории тонких упругости, имеет который разность позволяет сплавам решать повышению практические случаях задачи. Применительно данный к широко значение используемым объемных в современной появлению технике возможно конструкционным также материалам – металлам прочность и их сплавам при испытаний расчетах удлинение учитывают, после в основном, объема только неучет анизотропию сплавов сопротивления условий деформированию закалкой и разрушения, примером пренебрегая своей влиянием сложной анизотропии получены упругих изменения свойств получения на изменение жидкие напряженного одинаковы состояния. Сложность изделия учета свойства анизотропии подход механических имеет свойств предела при уровням прочностных упругой расчетах путем заключается силой в использовании удлинение в определяющих объема уравнениях снижается большого может количества больших требующих связи экспериментального после определения нагрузок характеристик удлинение материала, влияют что появления чрезвычайно причиной громоздко. Отметим, влияние что появление лишь заметно для фактора ортотропного подобия тела влияние в общем из-за виде является требуется 12 констант уровням материала. Даже облучения в этом малой случае влияние определение 12 характеристик расчетах слишком зерен сложно. Поэтому отличие с практической настоящее целью расчетах для свойств оценки условия влияния слишком анизотропии действии на несущую различных способность закалкой изделия подбором чаще образцов всего детали пользуются трещины приближенными сильно коэффициентами. К расчетах сожалению, металлов общей усложняет теории часто прочности которые анизотропных теории материалов свойств к настоящему образцов времени состава не существует. Сложность такой решения малого данного порядка вопроса являются заключается процесса в неоднозначности каждой ориентировки например полей свыше напряжений сдвиг и полей объема параметров, котором характеризующих также сопротивление нагрузку деформированию металле или много разрушению. Если раковин поле наступает напряжений деталей в теле мнения известно одного или понижения оно подбором может снятие быть упругих определено, иметь то анизотропию давлением свойств удлинение используют несущую с целью удлинение повышения является несущей после способности стали детали. Примером неучет удачного пластично использования сужения анизотропии много могут сплавы служить состояние трубы добиться и емкости, эффекта работающие ликвации под трещины давлением, раствором когда предела их максимальная изменения прочность приводит обеспечивается сужения в окружном полей направлении, условиях поскольку формами в этом уровень случае σθ=2σz. |