Файл: Папиров И.И. Пластическая деформация бериллия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

поперечного сужения в шейке) прямо пропорциональна давле­ нию р (рис. 5.15, кривая / )

гр = % + Ар,

(5.28)

где А — коэффициент, зависящий от рода материала. В даль­ нейшем было показано, что зависимость пластичности от давле­ ния может отклоняться от линейной (см. рис. 5.15).

Е. Д. Мартынов и др. [133, 139] на основании обобщения большого количества экспериментальных данных предложили

наиболее универсальную зависимость деформации от давления (см. рис. 5.15, кривая 5). До некоторого давления /;„ пластич­ ность металлов не зависит от давления, затем она быстро воз­ растает, но при больших давлениях прирост пластичности по­ степенно уменьшается.

По аналогии

с температурой перехода из хрупкого состояния

в пластичное Тх

точку р„ называют давлением перехода (или

пороговым давлением). Величина рп для данного материала зависит от схемы испытаний (растяжение или сжатие) и от температуры. С ростом температуры рп уменьшается. Напри­

мер, для магния /?п = 8 кб при —55°С и ~ 1 кб при

175°С

1141].

В

первом приближении

пороговое

давление

для хрупких

материалов можно представить в виде

[133]

 

 

 

Р п =

а - 1 / 2 у 0 £ / я С к р .

 

(5.29)

Здесь

а — приложенное

к

образцу

внешнее

напряжение;

] / 2 у 0 £ , / л С к р — критическое

напряжение распространения

тре­

щины по Гриффитсу.

 

 

 

 

 

Зависимость между предельной деформацией є и давлением

при р>Рп

может

быть

выражена

кубической функцией

 

 

АЕ3 +

5 е 2 +

Сг +

D =

р + V2y0 Е/пСкр ,

(5.30)

где А, В,

С, D — постоянные.

 

 

 

280



Следует отметить,

что зависимость, изображенная

на

рис. 5.15 (кривая 5),хотя

и является наиболее общей, полностью

не исчерпывает всего многообразия экспериментальных данных. Отметим, что скачкообразное увеличение пластичности с ростом давления характерно главным образом для материалов, хрупких р обычных условиях. У пластичных материалов, наоборот, де­ формация до разрушения с ростом давления увеличивается по­ степенно [145].

Увеличение пластичности с ростом давления — результат из­ менения величин упрочнения и разрушающих напряжений. Последние могут определяться разными механизмами деформа­ ции и разрушения и сложным образом зависят от структурных

факторов и содержания примесей (см. пп. 5.1

и 5.2).

Поэтому

в данном случае трудно и нецелесообразно делать

какие-либо

предсказания

о характере

зависимости г(р)

для

конкретного

материала на

основании

обобщения результатов

для

других

материалов. Особенно четко это выясняется на примере бериллия.

5.3.2., Влияние давления на механические свойства бериллия. Механические свойства поликристаллического бериллия при высоких давлениях изучены в работах [105, 130, 144, 146—152]. Данные для монокристаллов рассмотрены ранее в пп. 1.1.1 и 1.2.1. Некоторые результаты механических испытаний приве­ дены на рис. 5.16—5.18 и в табл. 5.5. Впервые о возрастании прочности и пластичности поликристаллического бериллия со­

общил Бриджмен [130] (см. табл. 5.4). В

последующих

рабо­

тах [146—148, 151] было установлено, что

зависимость

меха-

60

 

 

 

о

JL^- """"

 

40

-—*

 

 

 

У

 

80

 

 

 

 

 

 

-40

 

 

 

•20

 

21 р,кд

 

0

 

14

21 р,к8

 

 

5

 

 

Рис. 5.16. Зависимость механических характеристик горячепрес­ сованного (а) и литого выдавленного ( б ) бериллия от внешнего

давления [146] .


Влияние давления на

механические свойства бериллия

 

 

 

Характеристика

 

 

 

 

V %

 

Л и т е ­

Г.

кй*

 

 

 

р а т у ­

бериллия

кГ/мм-

кГ/мм*

 

 

 

 

 

 

 

 

ра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технический

- 0

20

~ 0

~ 0

|130]

неизвестной

 

27

77

48

 

природы**

17,5

53

20,6

 

Горячепрессован-

~ 0

24,5

17,5

~ 0

1

[146,

 

пый

 

 

14

38,3

20,2

5

6

147]

 

 

 

 

16

38'5

23,2

11

8

 

 

 

 

18,5

42,7

35,0

11

10

 

 

 

 

 

25

68

51,2

34

19

 

 

 

 

 

26

62

39,6

65

39

 

 

 

 

 

27

56

45,5

82

47

 

Литой горяче-

~ 0

26,6

18,2

0.8

2

[146]

выдавленныи

 

9

54,5

32,1

20

28

 

 

 

 

 

14

52

34,4

27

50

 

 

 

 

 

21

35,4

36

68

 

 

 

 

 

24

58

33

42

68

 

 

 

 

 

28

43

84

 

Литой

выдавлен­

- 0

-

1 ,2

2,5

[148]

 

ный

 

 

1

4.6

3,5

 

 

 

 

 

2

6 , 9 — 7 , 0

6—8

 

 

 

 

2,6

 

11,9

14

 

 

 

 

 

3

12,3

9

 

 

 

 

3,4

 

16,4

13.

 

 

 

 

 

4

21.3—21,8

1 6 - 2 0

 

 

 

 

5,5

24.4

18

 

 

 

 

П

,5

35

40

 

 

 

 

13,5

39

36

 

Литой, прокатан­

~ 0

39

14

5

[151]

ный

вдоль оси

 

1

39—43,5

12,5—13,5

9—14

 

прокатки,

 

2

52—52,5

14—14,5

17—18,5

 

d — 68

мкм

 

3

53,5

12,5

22

 

 

 

 

 

4

54

14

24

 

 

 

 

 

6

54—59

11—13

28—30

 

 

То же,

0,5

24

7

6

 

d = 1 5 0

мкм

 

3

29

10

14

 

 

 

 

 

6

38

11

24

—.

 

 

 

 

 

9

37

9,3

27

 

 

 

 

11,5

36,5

8,7

28

—.

 

 

 

 

 

12

35

8

23,5

 

 

 

 

 

15

35

12,5

18,2

 

Литой, прокатан­

 

1

19,8—20

8—8,5

4,5—5

 

ный

поперек оси

 

6

28,5

9

19,5

 

прокатки.

 

11

33

8,5

23

 

d — 54

мкм

 

 

 

 

 

 

 

•Значения давлении округлены с точностью

до 0 , 5 кб.

* * Исследованы образцы с заплечиками ( 2 - е

испытание) и без них ( 3 - е испытание) [1301 .


нических (особенно пластических) характеристик от давления существенно различается для разных сортов бериллия.

Стек

и Бобровский

[146, 147] впервые обнаружили принци­

пиальное

различие

барометрических зависимостей on , cs ,

чЛ є

горячепрессованного

(см.

рис. 5.16, о) и литого выдавленного

SR-Пешине бериллия

(см. рис. 5.16,6). Эти зависимости

не

 

10

20

 

30

40

 

Рис. 5.І7. Кривые деформация литого и порошкового бериллия при различных давлениях [І05] . Переход от сплошных линии

кштриховым соответствует началу образования шейки.

только качественно отличаются друг от друга,

но и не

могут

быть описаны универсальной зависимостью е(р)

(см. рис.

5.15,

кривая

5). Независимо

от сорта

металла

при

давлениях

24—

28 кб

предел прочности

в 2—2,5

раза, а

пластичность — более

чем на порядок превышают характеристики бериллия в обыч­ ных условиях. Однако у литого бериллия заметное увеличение механических свойств наступает уже при небольших давлениях

(по данным

работ

[105, 144,

148], — при р<4 кб),

а у порошко­

вого-— при

таких

давлениях

изменение, свойств

незначительно

[105, 144, 146, 147, 149]. Для материала одинаковой природы (литой прокатанный Be) характер изменения относительного удлинения с давлением количественно зависит также от размера зерна и направления вырезки образцов [151].

Эбей [150] измерил прочность поликристаллического берил­ лия на сдвиг при трех квазигидростатических1 давлениях:

1 Квазигидростатическое давление создавали сжатием образна и нако­ вальни между торцами двух поршней, сдвиг осуществляли вращением нако­ вальни. Подробно техника эксперимента описана в работе [153].