Грачев С.В., Жилин А.С

СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ СТРУКТУРНО-МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СПЛАВОВ, ОБУСЛОВЛЕННАЯ РАЗВИТИЕМ СТРУКТУРНОГО МЕХАНИЗМА РЕЛАКСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ

Структурный механизм релаксации проявляется при релаксации напряжений в метастабильных сплавах. Развитие разного рода структурных и фазовых превра- щений в процессе релаксации способствует снятию напряжений, при этом часть упругой деформации при релаксации переходит в пластическую деформацию. При интенсивном развитии структурного механизма релаксации происходит полное снятие напряжений и рост пластической деформации. Сравнение величины пла- стической деформации, полученной в случае сдвигового механизма деформации и деформации, полученной при структурном механизме релаксации показывает, что это различие может быть в 10–100 раз. Таким образом, можно говорить о сверх- пластичности, обусловленной структурным механизмом релаксации и её влиянии на поведение различных деталей при силовом нагружении.

В общем случае заданное при релаксации напряжение σ0 является суммой двух компонент: сдвиговой и структурной.

σ0 = σупр+ σпл

В начальный момент времени σ0 = σупр. При протекании процесса релаксации σупр уменьшается, а σпл увеличивается в пределе σ0 = σпл. В данном случае σпл отве- чает величине снятого при релаксации напряжения. При интенсивном развитии структурного механизма релаксации пластическая деформация достигает своей предельной величины и становится равной общей суммарной деформации. Снятое при релаксации напряжение может иметь максимальное значение при любом ме- ханизме релаксации напряжений, как при диффузионном, так и при бездиффузи- онном. Например, при мартенситном превращении остаточного аустенита.

При рассмотрении влияния процессов, стабилизирующих структуру сплавов, в частности фазовых превращений, на релаксацию напряжений можно разделить фазовые превращения по характеру протекания на 2 группы: процессы, протекаю- щие по схеме мономолекулярных реакций и процессы, протекающие по схеме кон- секутивных (последовательных реакций). Фазовые превращения, протекающие по схеме мономолекулярных реакций (AB → A + B), происходят с исключением объ- ёма, в котором прошло фазовое превращение из дальнейшего участия в фазовом превращении. Примером фазовых превращений, протекающих по схеме мономоле- кулярных реакций, может служить мартенситное превращение, двухфазный распад твердых растворов и т.д.

Фазовые превращения, идущие по схеме консекутивных реакций (A → B → C

→ D) протекают без исключения объёмов, уже участвовавших в фазовом превра- щении, из дальнейшего участия в фазовых превращениях. Примером фазового пре- вращения, протекающего по схеме консекутивных реакций, может служить одно- фазный распад твердых растворов.

При мономолекулярном характере превращений релаксация напряжений в элементарном объёме будет происходить скачком от некоторого начального на- пряжения до конечного значения.

При консекутивной схеме релаксирующее напряжение в элементарном объё- ме проходит через ряд последовательных стадий σ0 → σr1 → σr2 → σr3 → … → σri.

Дата добавления: 2017-01-14