Что такое критическая степень деформации
Понятие критической степени деформации
На свойства металлов большое влияние оказывает размер зерен, образовавшихся в процессе рекристаллизации.
В результате образования крупных зерен начинают понижаться прочностные характеристики металлов.
Основными факторами, определяющими величину зерна, в процессе рекристаллизации является температура, время выдержки при этой температуре, степень предварительной деформации.
Такую степень деформации называют критической.
Критическая степень деформации – такая степень деформации, при которой образуются наиболее крупные зерна, что обуславливает значительное снижение всех металлических свойств в этом металле.
Наилучшие физико-химические свойства получаются у металлов, когда обработку давлением проводят при степенях деформации, намного превышающих Екр
В этом случае образуются мелкие зерна в материале, которые обеспечивают высокие механические свойства.
критическая деформация
Полезное
Смотреть что такое «критическая деформация» в других словарях:
критическая деформация — Степень деформации, после к рой наблюд. резкий рост зерен наклеп. металла при рекристаллизации (I рода) или после оконч. гор. деформации (рекристаллизация II рода). Для большинства металлов и сплавов к. д. составляет обычно 2—10 % и зависит … Справочник технического переводчика
Критическая деформация — Critical strain Критическая деформация. (1) При механических испытаниях деформация в точке текучести. (2) Деформация, достаточная для того, чтобы вызвать рекристаллизацию; благодаря малой деформации, рекристаллизация происходит из немногих… … Словарь металлургических терминов
критическая деформация (металлургия) — критическая деформация 1. При механических испытаниях деформация в точке текучести. 2. Деформация, достаточная для того, чтобы вызвать рекристаллизацию; благодаря малой деформации, рекристаллизация происходит из немногих центров, создающих… … Справочник технического переводчика
Критическая деформация арматуры — – деформация арматуры, при которой наступает предел огнестойкости железобетонной конструкции. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Деформация — [deformation; strain] (от лат. deformatio искажение) 1. Изменение размеров и/или формы тела, вызанное взаимным смещением его частиц под влиянием механической нагрузки и других воздействий (термических, электрических, магнитных и др.). Деформация… … Энциклопедический словарь по металлургии
ДЕФОРМАЦИЯ КРИТИЧЕСКАЯ — [critical deformation] степень деформации, после которой наблюдается резкий рост зерен наклепанного металла при рекристаллизации (I рода) или после окончания горячей деформации (рекристаллизация II рода). Для большинства металлов и сплавов… … Металлургический словарь
предельная деформация — критическая деформация — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы критическая деформация EN ultimate strain … Справочник технического переводчика
холодная деформация — [cold deformation] пластическая деформация, при которой происходит упрочнение и отсутствует разупрочнение. Если деформационное упрочнение сопровождеформация возвратом, то говорят о неполной холодной деформации или теплой деформации. Деформацию… … Энциклопедический словарь по металлургии
продольная деформация — [longitudinal strain] деформация металла в направлении, совпадающем с направлением его перемещения при деформировании. Смотри также: Деформация холодная деформация сосредоточенная деформация … Энциклопедический словарь по металлургии
поперечная деформация — [lateral strain] деформация металла в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения при деформировании. Смотри также: Деформация холодная деформация сосредоточенная деформация … Энциклопедический словарь по металлургии
Понятие критической степени деформации.
На свойства металлов большое влияние оказывает размер зерен, образовавшихся в процессе рекристаллизации.
В результате образования крупных зерен начинают понижаться прочностные характеристики металлов.
Основными факторами, определяющими величину зерна, в процессе рекристаллизации является температура, время выдержки при этой температуре, степень предварительной деформации.
Такую степень деформации называют критической.
Критическая степень деформации – такая степень деформации, при которой образуются наиболее крупные зерна, что обуславливает значительное снижение всех металлических свойств в этом металле.
Наилучшие физико-химические свойства получаются у металлов, когда обработку давлением проводят при степенях деформации, намного превышающих Екр
В этом случае образуются мелкие зерна в материале, которые обеспечивают высокие механические свойства.
Основные типы диаграмм состояния
Кристаллизация металлов и сплавов.
Металлы и металлические сплавы получают чаще всего путем кристаллизации из жидкого состояния. Методом термического анализа можно построить кривые нагрева или охлаждения металла.
В огнеупорный тигель, содержащий расплавленный металл, погружают термопару, концы которой подсоединяют к гальванометру.
Температуру фиксируют через равные промежутки времени.
Схема термического анализа.
Полученные кривые неодинаковы для аморфного и кристаллического тел. Затвердевание аморфного тела происходит постепенно без явных границ между твердыми и жидкими состояниями.
При превращении тела из жидкого в твердого состояния при ts (t кристалл.) появляется горизонтальная площадка, которая объясняется выделяющейся скрытой теплотой кристаллизации, которая компенсирует отвод тепла.
При очень медленном охлаждении в системе идет равновесный процесс кристаллизации и при ts соответствует равновесной (tр)
При быстром охлаждении температура кристаллизации сдвигается до температуры переохлаждения tп. Разность температур ts – tn – степень переохлаждения.
Сначала процесс кристаллизации протекает быстро, но при взаимном столкновении рост кристаллизации замедляется.
Пока кристаллы окружены жидкостью, они имеют правильную форму. Однако, при столкновении и нарастании их правильная форма нарушается.
При затвердевании границы принимают округлую форму и такие кристаллы называют зернами или кристоллитами.
Процесс кристаллизации металла из жидкости состоит из двух протекающих стадий: образование зародышей (центров крист.) и роста кристаллов.
Центрами крист. являются либо затвердевшие мельчайшие частицы металла, либо частицы примеси.
При небольших степенях переохлаждения, когда скорость роста зародыша велика, а скорость образования зародышей мала, формируются крупнозернистые структуры.
При увел. переохл. скорость образования зародышей увеличивается более интенсивно, чем скорость их роста и образуются более мелкие кристаллы в металле.
При быстром росте кристаллов по 3 направлениям образуются кристаллы древообразной формы, которая называются дендритами. Такая структура характерна для металлических слитков.
Основные понятия в теории сплавов.
Сплавами называются сложные вещества, полученные сплавлением 2-х и более простых веществ.
Метод получения плавления чистых веществ: диффузия, методы порошковой металлургии и т.д.
Преимущества: обладают более высокими механическими свойствами и эксплуатационными характеристиками по сравнению с чистыми металлами.
К основным понятиям в теории сплавов относятся компонент, система, фаза.
Компоненты – вещества (элементы), которые применяют для изучения сплавов. Компонент, преобладающий в сплаве количественно, называется основным.
Совокупность компонентов сплава называется системой.
Фазой называется однородная часть сплава, отделенная от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав и структура материала изменяется скачком.
Взаимодействие компонентов при образовании сплавов.
В процессе кристаллизации металлов из жидкого состояния могут образоваться следующие сплавы:
1. механические смеси образуются, когда из жидкого расплава выпадают кристаллы составляющих его компонентов.
Компоненты не склонны к взаимному растворению и не взаимодействуют друг с другом, кроме того они имеют различные кристаллические решетки.
2. твердые растворы.
В ТР сохраняется решетка одного из компонентов, а второй компонент, утратив свой кристаллическое строение распределяется в первом в виде отдельных атомов.
1-ый компонент – растворитель
2-ой компонент – растворимый
По типу расположения атомов растворяемого элемента твердые растворы делятся на 2 группы: замещения и внедрения.
В твердых растворах замещения атомы компонента В замещают атомы компонента А (основной металл) в узлах кристаллической решетки.
В данном случае мы имеем твердый раствор с ограниченной растворимостью.
Если металлы имеют сходные свойства и одинаковый тип кристаллической решетки с близкими параметрами, то они могут неограниченно растворяться друг в друге, т.е. атомы сорта А могут на 100% заменить атомы сорта В, и наоборот.
В таких случаях говорят, что компоненты неограниченно растворимы друг в друге.
В твердом растворе внедрения атомы растворенного вещества В располагаются в промежутках кристаллической решетки между атомами растворителя А.
Чаще всего это имеет место, когда в металле растворяются неметаллические элементы с малым размером радиуса (H, C, N, B и т.д.)
Основные типы диаграмм состояния двухкомпонентных сплавов состояния.
Диаграмма состояния – графическое изображение равновесного превращения, протекающего в сплаве в координатах температура – концентрация.
Диаграммы состояния строят экспериментальным путем при помощи термического анализа.
Отбирают несколько сплавов с различным содержанием компонентов и строят кривые их охлаждения. По остановкам и перегибах на кривых, которые соответствуют критическим точкам определяют температуру начала и конца кристаллизации.
Чистые вещества имеют 1 критическую точку, а сплавы 2, так как температура начала кристаллизации у них разная, а конца одинаковая.
Критические точки переносятся на диаграмму в координатах температура – состав.
После кристаллизации компоненты сплава образуют механическую смесь в виде кристаллизации отдельных компонентов, то ДС имеет следующий вид.
Линия АСВ, которая отвечает началу кристаллизации из жидкого расплава, называется линией ликвидус.
Линия DCE отвечает концу кристаллизации и называется линией солидус.
Ниже ее сплав находится в твердом состоянии.
В промежутках сплавы находятся как в жидком так и в твердом виде.
Сплав, соответствующий точке С, называется эфтектическим.
Превращение жидкости с образованием мех. …
Эфтектика имеет самую низкую температуру плавления.
После кристаллизации сплавы могут образовать твердые растворы.
При неограниченной растворимости компонентов друг в друге в твердом состоянии, диаграмма имеет следующий вид (2).
Линия АСВ – ликвидус, ADB – солидус.
Ниже ее твердый раствор.
Между ними кристаллы ТР и жидкости.
При ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии, диаграмма может иметь следующий вид (3).
АСВ – ликвидус, ADC – солидус.
α – ТР замещения компонента А в компоненте В
β – ТР компонента В в компоненте А.
На DCE в т. С образуется эфтектика из крист. в ТВ.
При образовании в твердое состояние химического соединения, которое имеет решетку, отличную от решеток компонентов, диаграмма состояния имеет вид (4).
Т. D соответствует химическому соединению.
Линия DE имеет диаграмму на 2 простые эфтектика.
В твердом состоянии компоненты А и В не растворимы друг в друге и с хим. соед.
САМОСТОЯТЕЛЬНОобозначить на диаграмме линии ликвидус, солидус, а также области диаграммы состояния.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Критическая степень деформации т) Крит. Это наименьшая степень деформации, после которой при нагреве идет полная первичная рекристаллизация; при меньшей деформации имеет место только неполная рекристаллизация. Вследствие малого числа центров появляются весьма крупные ре-кристаллизованные зерна; желательно для магнитномягких материалов ( т ] крит10 % для мягкого железа); во всех случаях для конструкционных сталей нежелательна. [2]
Критическая степень деформации т ] крит. Это наименьшая степень деформации, после которой при нагреве идет полная первичная рекристаллизация; при меньшей деформации имеет место только неполная рекристаллизация. Вследствие малого числа центров появляются весьма крупные ре-кристаллизованные зерна; желательно для магнитномягких материалов ( т) Крит10 % для мягкого железа); во всех случаях для конструкционных сталей нежелательна. [4]
Критическая степень деформации т ] крит. Это наименьшая степень деформации, после которой при нагреве идет полная первичная рекристаллизация; при меньшей деформации имеет место только неполная рекристаллизация. Вследствие малого числа центров появляются весьма крупные ре-кристаллизованные зерна; желательно для магнитномягких материалов ( т ] крит10 % для мягкого железа); во всех случаях для конструкционных сталей нежелательна. [6]
Критической степенью деформации называется та величина деформации, при которой при данной температуре обработки получается максимальный рост зерна. [9]
Критической степенью деформации называется та величина деформации, при которой при данной температуре обработки получается иакси-мадьный рост зерна. [10]
Пики критических степеней деформации на диаграмме сплава МА2 более пологие. С повышением температуры пороги рекристаллизации смещаются в сторону меньших деформаций. [11]
При критической степени деформации плотность дислокации на границах зерен достигает таких значений, при которых возможно взаимное уничтожение дислокаций. Это способствует постепенному уменьшению дислокаций на границах зерен и слиянию нескольких зерен в одно крупное зерно. При степени деформации больше критической новые зерна образуются путем зарождения центров кристаллизации с последующим их ростом. [12]
При критической степени деформации плотность дислокаций на границах зерен достигает таких значений, при которых возможно взаимное уничтожение дислокаций. [15]
Критическая деформация при повышении температуры деформирования
С повышением температуры деформирования критическая деформация, выявляемая при последующем отжиге, возрастает.
При более высоких температурах деформирования требуется большее обжатие, чтобы достичь необходимой неоднородности наклепа соседних зерен, так как уже во время самого деформирования происходит возврат, частично устраняющий наклеп.
Зависимость критической степени деформации
Зависимость критической степени деформации алюминия от температуры деформирования. Отжиг при 450 °C, 30 мин (В. З. Захаров, И. И. Новикиов, И. Л. Рогельберг, Яо Миньчжи).
Влияние степени деформации
Влияние степени деформации на размер рекристаллизованного зерна алюминия с добавками марганца. Отжиг при 500 °С, 30 мин (В. З. Захаров, И. И. Новикиов, И. Л. Рогельберг, Яо Миньчжи):
1 — Al чистотой 99,7%;
2 — Al + 0,3% Mn;
3 — Al + 0,6% Mn.
Влияние разных элементов
Влияние разных элементов на критическую степень деформации алюминия. Отжиг 500 °С, 30 мин (В. 3. Захаров, И. И. Новиков, И. Л. Рогельберг, Яо Миньчжи).
С повышением чистоты металла критическая деформация уменьшается. Легирующие элементы и примеси по-разному влияют на величину критической степени деформации.
Одни элементы (например, Mn и Fe в алюминии) уже в небольших количествах резко увеличивают критическую степень деформации, а другие (например, Zn и Cu в алюминии) даже в больших количествах оказывают слабое действие.
Сильное влияние небольших количеств марганца и железа обусловлено тем, что он и в отличие от цинка и меди очень мало растворимы в твердом алюминии и образуют дисперсные частицы фаз, тормозящие миграцию границ исходных деформированных зерен.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков