Теоретична изчисляване на силата на кристала е за първи път Френкел. В основата на прост модел на два реда от атоми, които са изместени един спрямо друг под действието на напрежение на срязване Т (фиг. 5.1) се поставя. Приема се, че най-горния ред на атома движи спрямо дъното е интегрално едновременно. Този механизъм се нарича твърд изместване верига.
х = KSM (2nx / б). (5.1)
За малки премествания х = klnx / б. Използване на закона на Хук, степента на срязване стрес може да се изрази в друга форма: т = Gx / а, където G - срязване модул; х / а - срязване деформация.
Ако се равняват на тези изрази за х, а след това; х = Gb / ЗМВР; заместване на тази стойност на X в уравнение (5.1), ние получаваме:
х = ksin (2nx / б)
За малки премествания х = klnx / б. Използване на закона на Хук, степента на срязване стрес може да се изрази в друга форма: т = Gx / а, където G - срязване модул; х / а - срязване деформация. По-нататъшни изчисления няма да доведе.
Ако приемем, че А = В, тогава теоретично критичен напрежението на смачкване е приблизително равна на G / 2п. Например, за мед кристал G = 46 МРа Ltd., следователно, теоретичната стойност на Т = 7320 МРа. В същото време, действителното медни кристали наблюдава якостта на срязване е 1.0 МРа. По този начин, на теоретичната стойност на силата на няколко порядъка по-висока от действителната стойност.
Усъвършенстване на горното изчисление, като се използва близо до реалността периодичната закона променя в зависимост от т х води до експресията на TCR = G / 30 (изчисление McKenzie), който също надхвърля с няколко поръчки резистентност реално срязване.
Подобни аргументи могат да бъдат направени за случая, когато в резултат на нормално напрежение настъпва едновременно прекъсване на interatomic връзки на два реда атоми и пукнатина. Работата изразходват в унищожаването консумира за създаването на две нови повърхности имат повърхностна енергия у. Теоретичната силата на перфектно кристал определя от условието, че операцията на разделяне на два реда атома и повърхностната енергия, като по този начин образува пукнатини.
Действителните якостни материали с няколко порядъка по-малко от теоретичните стойности за якост. Пояснение на разлики теоретична и действителната сила материал позволява теорията на кристална структура дефекти, оставя се да разкрие същността на явленията, настъпващи по време на пластична деформация и определя физическата природа на пластичността и здравината на метали и техните сплави.
Остатъчните напрежения. Работа втвърдяване.
Втвърдяване - студена механична обработка на повърхността, която се състои в хвърляне на металната част на пелети определен вид и твърдост, за да доведе до повърхностна компресия на остатъчното напрежение. Втвърдяване на метали и сплави, поради промени в тяхната повърхностна структура и състав фаза в процеса на пластична деформация при температура под температурата на рекристализация. Работа втвърдяване се придружава от освобождаването на повърхността на проба от кристалната решетка дефекти, повишена якост и издръжливост и намаляване на еластичност, якост на обратен знак метал съпротивление на деформация (Bauschinger ефект).
Втвърдяване днес е добре известно, че операцията е доказал своята необходимост в много приложения, основните принципи, от които са:
- Подобряване на ефективността на части подложени на механично напрежение в световен мащаб (умора) или местно (амортизация), свързани с агресивна химическа среда (корозия)
- Оформяне на тънкостенни части (втвърдяване)
- Части подлежат на цикличен огъване стрес или усукване: суспензия пружина (бобина, листа), лостове, бутала, остриета, валове, зъбни колела, усукване барове, дюбели, верижни връзки и т.н.
- Фракциите Скоростта на подаване на детайла 20-120 м / сек
· Остатъчни напрежения. класификация
По време на производството на части, които имат остатъчна обработка щам. Появата им е свързана с производствените условия части.
Видове остатъчните напрежения
Остатъчните напрежения обикновено са класифицирани въз основа на силовото поле и продължителността на физическото лице. Обща е класирането по дължината на силово поле.
Напрежението на първия вид - macrostresses. Те обхващат области, които са съизмерими с размера на частта, и имат ориентация, свързана с формата на част.
Напрежения втория вид - microstresses посадъчен в отделни метални зърна или в групата на зърно.
Напрежение трети вид - подмикроскопско, свързани с нарушаване на кристалната решетка на един кристал.
Остатъчни напрежения л-тия вид на материалните компоненти са резултат от различни технологични фактори по време на производство. Тяхната стойност се определя от плътността на изкълчвания и знака зависи от естеството на местоположението на изкълчвания хомогенни по отношение на повърхността на детайла. На натиск остатъчни напрежения възникнат в случай на преобладаващата място на повърхността на множество положителни дислокация приплъзване на успоредни равнини, а при позиция на състезания на повърхността на отрицателните размествания възникне остатъчно напрежение на опън.
При подаване на твърдото тяло, подчертава в метала или сплавта се счита като следствие на кристална решетка изкривяване. Един физически модел на механизма на образуване на технологичния остатъчно напрежение се прилага към детайла, повърхностния слой, който се деформира по време на обработката в този случай е дислокация или атомно модел.
Технологични фактори (методи за обработка на повърхността и режими инструмент държавна система и степента на охлаждане и т.н ..) имат решаващо влияние върху големината и знака на остатъчните напрежения. Обработване (превръщането) повърхностни части за обработвани детайли обикновено причинява опън до 70 МРа. Дълбочината на тяхното разпределение в диапазона 50 до 200 микрона, в зависимост от условията на формиране повърхност. Когато се появят фрезоване на опън, така и напрежения на натиск. Когато смилане често възникват напрежения на опън.
Microstresses - местни остатъчните напрежения от 2-ри род. Те се появяват в поликристални метали по време на деформация на големи обеми във взаимодействието на зърна. За да остатъчното напрежение на втория вид, а също така включва и напрежение в рамките на една структура, зърно в резултат мозайка това - в резултат на взаимодействие между отделните блокове. Тези натоварвания се дължат на нехомогенността на физичните свойства на различните компоненти на Поликристалната и тесни условия и отделните зърно деформация анизотропия свойства в него. Основните причини за възникването им са трансформация фаза, промени в температурата, на анизотропия на механичните свойства на отделните зърна, границите на зърното и разпадането зърно на фрагменти и блокове по време на пластична деформация.
Фаза трансформация (по време на охлаждане и кристализация, топлинна обработка и разпадане на твърдия разтвор), свързано с увеличението или намалението на обема на отделните зърна, генерира значително остатъчно напрежение.
Microstresses когато могат да настъпят промени в температурата, поради наличието в метала на различните компоненти с различни коефициенти на линейно разширение, и в резултат на анизотропия на отделните зърна, особено за метали с не-кубичен решетка, определяне на разликата в степента на линейно разширение в различни кристалографски оси.
Реал поликристален метал вместо предназначен за изчисляване на разпределението на напреженията в униформа действието на външното натоварване е значително неравномерно натоварване (щам) в отделните зърна. Неравномерното пластична деформация е причинено от разликата в еластичността на различните модули на структурните компоненти, както и неравно способността да се деформира по различни кристалографски оси на същото зърно, който се определя от модул на еластичност Е и G. В Поликристалната, дори ако равномерно поле стрес, пластична деформация се разпределя в microvolumes неравномерно, където степента на нередност достигне 400-500%. Натрупването на голям брой размествания в граничните слоеве причинява много нарушения на кристалната решетка, което създава трети вид напрежение. Заедно с това, граничен слой - площ на сила взаимодействие между отделните зърна - създаване поле microstrain, която покрива цялата повърхност на зърното.
Разделянето на обема на зърно в блоковете създава зърно microtension. Причина са новосформираната граници между блоковете. В граничния слой между блоковете натрупват изкълчвания и примеси атоми, които нарушават кристалната решетка и генерира напрежение.
Разликата между микро- и макроскопски напрежения се крие не само в размера на дисплея им скала. Macrostresses могат да се появят в твърд хомогенен изотропна среда. Microstresses не могат да съществуват в такъв материал, те могат да се дължи на значително хетерогенност на кристалния материал и неговите анизотропни свойства.
Появата на решетка изкривяване дължи на отклонение от равновесното положение на атоми, които се дължат главно размествания, интерстициални атома. Разпределението на изкривяването, причинено от присъствието разтваря в решетъчни атоми, и различни недостатъци структура при ниски температури остават постоянни.
Свързани статии