Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Эффект Баушингера.
Эффект Баушингера.

Описание

Эффект Баушингера заключается в снижении пределов пропорциональности, упругости и текучести материалов в результате изменения знака нагружения, если первоначальная нагрузка вызвала пластические деформации. Металл, подвергнутый слабой пластической деформации нагрузкой одного знака, обнаруживает при перемене знака нагружения пониженное сопротивление начальным пластическим деформациям (рис.1).
Эффект Баушингера для стали У10: а — при растяжении (1 — растяжение; 2 — растяжение после сжатия до σ0.2)>б — при сжатии (1 — сжатие; 2 — сжатее после растяжения до  σ0.2)
Рис.1
В результате пластической деформации возникают ориентированные микронапряжения, которые напоявлены обратно деформирующей нагрузке. При изменении знака нагружения микронапряжения складываются с внешней силой.
С увеличением начальных пластических деформаций снижение механических характеристик уменьшается.
Эффект Баушингера имеет большое значение для сопротивления усталости при знакопеременных нагрузках. В некоторых случаях этот эффект имеет практическое значение и при статических нагрузках.
Повторное (6 - 10 раз) циклическое нагружение до малых пластических деформаций разных знаков стабилизирует характеристики материала.
Характеристика металлов
Материал Снижение σ0.2, %
Стали:  
высокоотпущенные 40 - 50
низкоотпущенные 15 - 30
Сплавы:  
магниевые 45 - 50
алюминиевые 10 - 20
Табл.1
Дальнейшее нагружение независимо от знака практически не изменяет характеристик. Такие характеристики называются естественными для данного материала; они связаны с характеристиками выносливости.

 

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Применение эффекта

Примером применения эффекта может служить технологический наклеп при нагрузках, противоположных по знаку эксплуатационным. В случае работы на сжатие холоднотянутых профилей и труб необходимо учитывать возможность снижения пределов упругости и текучести.
Структурная схема эфекта
Рис.1
Возникающие при первичной деформации дислокации обуславливают появление в металле остаточных напряжений, которые, складываясь с рабочими напряжениями при перемене знака нагрузки, вызывают снижение предела пропорциональности, упругости и текучести материала. С увеличением начальных пластических деформаций величина снижения механических характеристик увеличивается.
Эффект Баушингера явно проявляется при незначительном начальном наклёпе. Низкий отпуск наклепанных материалов ликвидирует все проявления эффекта Баушингера. Эффект значительно ослабляется при многократных циклических нагружениях материала с наличием малых пластических деформаций разного знака

 

Реализации эффекта

Различное поведение сталей после старения при прямом и обратном нагружениях связывают с эффектом Баушингера в виду аналогичного характера зависимостей свойств при повторном нагружении от нагрева. Отсутствие упрочнения после деформационного старения в случае равнонаправленной деформации объясняется тем, что плоскости движения дислокации определяются направлением максимальных касательных напряжений. После деформационного старения распределение примесных атомов в основном следует дислокационной структуре, созданной деформацией. При изменении направления максимальных касательных напряжений вступают в действие новые источники дислокаций, движение которых происходит по новым плоскостям, где отсутствуют нарушения в структуре, вносимые деформационным старением. По мнению авторов работы, упрочняющий эффект деформационного старения может определяться не только ограниченной подвижностью дислокаций, окруженных примесными атомами, но и тем, что «старые», заблокированные, дислокации становятся препятствием для «новых» дислокаций, движущихся по тем же плоскостям. Новые же дислокации, движущиеся при изменении схемы нагружения по новым плоскостям, таких препятствий не имеют.
Приведенные результаты показывают определяющее влияние ориентации дислокационной структуры или ее блокировке примесными атомами на анизотропию деформационного упрочнения.
Текстура дислокаций не связана прямо с кристаллографической текстурой — при малом наклепе, как показано выше, развитие кристаллографической текстуры незначительно; в то же время в каждом зерне наблюдается только одна-две системы скольжения, что позволяет получить более четкую текстуру дислокаций. При рассмотрении вопроса о текстуре дислокаций необходимо учитывать не только скопления одиночных дислокаций, ориентированных определенным образом, но и появление упорядоченных построений дислокаций — границ ячеек, полигонов. Особенно это относится к сталям, деформированным при высоких температурах, когда происходит формирование полигональной субструктуры.

 

Литература

1. Физическая энциклопедия / Гл. ред. А.М. Прохоров. – М.: Большая российская энциклопедия. 1988.

2. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. - М. 1952.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина