ВУЗ: Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Материаловедение
Добавлен: 18.02.2019
Просмотров: 12625
Скачиваний: 123
81
Р
характер
П
через у
измери
формы
г
углы п
разгруз
Рисунок
ристик мет
При восст
упорный
ительного
ы:
где h – то
поворота
зки, восст
3.13. Схе
тодом конс
тановлени
штырь и
о круга
олщина о
измерит
тановлени
ема устан
сольного из
ии формы
измерител
рассчит
2
R
h
Н
ост
В
В
ос
Н
НВ
Н
ост
СУ
ос
В
СВФ
образца, [
ельного
ия формы
новки дл
згиба [17, с
ы в проц
льный кр
тывают
%
100
h
h
Н
Н
ст
НВ
Н
Н
т
%
100
ст
В
[мм]; R –
круга пр
ы, соответ
ля опреде
стр. 63]
ессе нагр
уг. По из
характер
– радиус
ри наведе
тственно (
еления т
рева обра
зменению
истики
вала [мм
ении деф
(
В
=
ост
-
термомехан
азец перем
ю угла по
восстано
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
м];
Н
,
ос
формации,
-
НВ
).
нических
мещает
оворота
овления
)
)
)
)
)
ст
,
НВ
–
, после
82
Если восстановлению формы противодействует изгибающий момент
М
ИЗГ
, то можно рассчитать реактивные напряжения (
Р
) и удельную работу
восстановления формы (а
В
):
W
M
ИЗГ
Р
[МПа]
(32)
V
D
P
a
В
В
360
3
м
Дж
(33)
где W – момент сопротивления сечения (
32
3
d
W
– для круглого
сечения;
6
2
bh
W
– для прямоугольного сечения); V – объем образца
подвергнутый деформации [м
3
].
3.3.4 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 рисунке (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
83
деформ
развити
механи
превра
смешан
степен
способ
Р
и сколь
формои
У
интенс
Очевид
степен
следов
В
максим
В
матери
мартен
мартен
ε
1
КР
деф
мации н
ия проц
изм дефо
ащения и
нного мех
и дефор
бность к п
Рисунок 3.1
ьжением (2
изменения:
Угол нак
сивность
дно, что
ях дефор
вательно,
Вторая
мальной в
Величины
иала (см
нситный
нситных к
формация
апряжени
цессов ск
ормации,
скольжен
ханизма ф
рмации (
полному ф
а)
14. Кривые
2), и резул
1- мартенс
клона деф
возраста
чем бол
рмации д
выше зна
критиче
величине
ы ε
1
КР
и ε
м. рис.
механ
кристалло
я приводи
ия могут
кольжени
включа
ния. Степ
формоизм
ε
1
КР
), по
формовос
е деформац
ьтирующая
ситный, 2- с
формацио
ания напр
лее полог
достигает
ачения кр
ская
ст
ε
В
и/или
ε
2
КР
опред
3.14). П
низм
ф
ов или их
ит к разви
т достиг
ия. При
ающий в
пень дефо
менения с
о достиж
сстановле
с
м
м
ции материа
я деформа
скольжени
онной кр
ряжений
гий вид
тся уров
ритическо
тепень
ε
СУ
.
деляют см
При деф
формоизм
х переори
итию скол
гать уров
этом р
себя эл
ормации,
соответст
жении ко
ению.
ск
м
м
ала (а) по м
ационная кр
ие, 3- смеша
ривой (р
по мере
имеет кр
вень напр
ой степени
деформа
мену мех
ормациях
менения,
ентацию
льжения,
вня, нео
реализует
лементы
соответст
вует перв
оторой м
1
1
б)
мартенситн
ривая МПФ
анный.
рис. 3.14
е развити
ривая, тем
ряжений
и деформ
ации
(ε
ханизма ф
х до ε
1
включ
двойнико
вследств
обходимог
тся смеш
мартенс
твующая
вой крити
материал
3
3
кр1
кр
ному механ
Ф (б). Мех
б) опре
ия дефор
м при бо
скольже
мации.
ε
2
КР
)
от
формоизм
1
КР
реали
чающий
ованием.
вие чего п
го для
шанный
ситного
началу
ической
теряет
2
2
2
низму (1)
ханизмы
еделяет
рмации.
ольших
ения и,
твечает
менения
изуется
рост
Свыше
полного
84
восстан
деформ
механи
памяти
строен
интерв
Е
заметн
учитыв
предел
быть д
Д
им тер
образц
которы
ост
, ри
Р
характер
деформа
новления
мациях б
изме форм
и формы
ния при р
вала темпе
Если вел
ному изме
вать. Нев
лах допус
остаточн
Для опред
рмомехан
цах с ра
ых предст
исунок 3.1
Рисунок 3.
ристики эф
ации (
1
КР
,
я формы
олее ε
1
КР
моизмене
ы. Накоп
развитии
ератур во
личина н
енению г
восстанов
сков на бо
о точно и
деления
нических
азличной
тавляют в
15.
15. Влиян
ффекта па
2
КР
) [17, с
после р
Р
скольже
ения матер
пление н
процесс
осстановл
невосстан
геометрич
вленная
ольшинст
измерена в
критичес
свойств
степень
в виде зав
ние остаточ
амяти форм
стр. 65]
разгрузки
ение прио
риала, чт
необратим
сов сколь
ления фор
новленной
ческих ра
деформац
тво видов
в процесс
ских степ
МПФ пр
ью навед
висимост
чной (
ост
)
мы (А
н
в
, А
и нагре
обретает
то затрудн
мых дефе
ьжения п
рмы и резк
й дефор
азмеров и
ция поря
в изделий
се исследо
пеней деф
роводят с
денной д
тей
В
, СВ
) или наве
А
к
в
,
В
, СВ
ева не пр
превалир
няет реали
ектов кр
приводит
кому сниж
мации н
изделия, т
ядка 0,2%
и, в то ж
ований.
формации
серию экс
деформац
ВФ, А
Н
В
и
еденной (
ВФ) и кри
роисходи
рующую
изацию э
ристаллич
к расши
ижению С
не приво
то ее мож
% наход
же время,
и и отвеч
ксперимен
ции, резу
и А
К
В
от
н
) деформ
итические
ит. При
роль в
ффекта
ческого
ирению
СВФ.
одит к
жно не
дится в
, может
чающих
нтов на
ультаты
Н
или
мации на
степени
85
На этих зависимостях выделяют критические степени остаточной или
наведенной деформации - ε
1
КР
и ε
2
КР
. Как правило, эти зависимости можно
разделить на три этапа. На первом
В
,
СУ
линейно растут с увеличением
Н
,
а СВФ составляет 100%. На втором этапе рост
В
и
СУ
замедляется и
появляется невосстановленная деформация
НВ
СВФ постепенно снижается.
На третьем этапе наблюдается уменьшение
В
и
СУ
и рост
НВ
происходит
интенсивно, СВФ стремиться 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
Н
) или его образования из аустенита (при температурах выше М
К
).
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 не обратима при последующем нагреве, что
приводит к образованию невосстановленной деформации и замедлению
роста
В
и
СУ
. На третьей стадии механизм скольжения становится
превалирующим в формоизменении материала, затрудняет восстановление
ориентировки аустенита при нагреве и вызывает снижение
В
.
Знание деформационных границ реализации различных стадий
механизма формоизменения МПФ является важным, поскольку определяет
области работоспособности материала. Деформации до
1
КР
должны
использоваться в многократносрабатывающих изделиях из МПФ
(термосиловые приводы механизмов и т.п.), а в однократносрабатывающих
изделиях (термомеханические соединения и т.п.), до
2
КР.
В этом отношении
наиболее важной является
1
КР
, определение которой целесообразно
проводить до появления экспериментально определяемой величины
невосстановленной деформации. В большинстве случаев эта величина
может соответствовать 0,2%. Определение
0,2
КР
целесообразно проводить