Предел текучести влияние на свойства материалов уравнение холла петча (4 видео)

Лабораторная работа 2. Связь механических свойств с размером зерна и плотностью дислокаций.

Связь механических свойств с размером зерна и плотностью дислокаций.

2.1. Цель работы: исследовать влияния размера зерна и плотности дислокаций на прочностные и пластические свойства при растяжении.

2.2. Теоретическая часть

Размер зерна, плотность дислокаций оказывают существенное влияние на механические свойства металлов и сплавов.

Видео:Механические свойства (понятным языком)Скачать

Предел текучести связан с диаметром зерна (D) известным уравнением Холла-Петча:

, (2.1)

где (σ₀ — напряжение, необходимое для перемещения дислокаций внутри зерна; K_y — коэффициент, определяющий трудность передачи деформации от зерна к зерну. Физический смысл произведения K_y d -1/2 заключается в том, что оно характеризует напряжение, необходимое для инициирования работы дислокационных источников в соседних зернах. Уравнение (2.1) выполняется и для условного предела прочности многих сплавов с различной структурой.

Если сплав подвергался холодной пластической деформации, в нем возрастает плотность дислокаций и напряжения в металле возрастают, т.е. возрастает предел упругости, предел текучести и предел прочности. Зависимость при этом определяется выражением:

(2.2)

где G — предел упругости;

β — коэффициент, зависящий от природы металла;

ρ — плотность дислокаций;

Видео:Строение реальных металловСкачать

b – вектор Бюргерса.

Особенно чувствительными к плотности дислокаций являются прочностные характеристики (предел упругости и предел текучести). В то же время временное сопротивление разрушению (условный предел прочности σ_b ) мало зависит от исходной плотности дислокаций, так как к моменту достижения σ_b плотность дислокаций за счет деформационного упрочнения становиться вне зависимости от исходной, очень большой.

2.3. Порядок выполнения работы

2.3.1. Провести испытание двух образцов одной и той же марки стали с разным размером зерна, в отожженном состоянии, третий образец из той же стали продеформировать на 5 %. четвертый- на 10 %, снять нагрузку и испытать повторно на растяжение.

2.3.2. По исходным машинным диаграммам определить

2.3.3. Приготовить шлифы для металлографического анализа (в головке образца) и определить средний линейный размер зерна:

S = , (2.3.)

Видео:3. Свойства материаловСкачать

где S — площадь зерна, мм 2 ;

D — диаметр зерна, подсчитанный с помощью окуляр-микрометра по формуле:

D = , (2.4.)

где L — интервал линейки.

2.3.4. По своим экспериментальным и выданным преподавателем данным δ , σ_0.2 , σ_b и D построить зависимости механических свойств от размера зерна и определить коэффициенты уравнения Холла-Петча.

2.3.5. Измерить плотность дислокаций ρ в образцах после предварительного растяжения на 5 и 10 % по выданным электронным снимкам.

2.3.6. Проанализировать влияние D и ρ на σ_0.2 и σ_в.

Видео:Пластическая деформация металловСкачать