Второе издание учебника для студентов металлургических вузов по специальностям «Физика металлов» и «Металловедение и термическая обработка».
• Изложены современные представления об упругости, прочности и пластичности металлов и сплавов, о механизмах разрушения в различных условиях нагружения. Рассмотрены основные положения о связи между структурой и механическими свойствами. Описаны разнообразные методы механических испытаний.
Учебник переработан в соответствии с новыми программами курсов «Механические свойства металлов» и рассчитан на читателя, знакомого с основами теории несовершенств кристаллического строения. Дополнен современными представлениями о явлениях сверхупругости| запоминания формы, сверхпластичности, механизмах изнашивания, сведениями из механики разрушения.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современное машино- и приборостроение предъявля-т высокие требования к конструкционным материалам в связи с резким повышением многих параметров рабо- , ты механизмов: давлений, скоростей, температур и т. п. В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы, принятых XXV съездом КПСС, отмечается, что качество конструкционных материалов и особенно металлических является определяющим для решения задач десятой пятилетки, являющейся пятилеткой эффективности и качества.
Широкое использование металлов в современной технике связано с тем, что они обладают замечательным комплексом механических свойств: высокие прочность, твердость и упругость сочетаются у них с хорошими пластичностью и вязкостью. При этом в настоящее^ время уровень этих свойств резко возрос: разработаны металлические материалы, которые можно использовать и в условиях глубокого холода — вблизи абсолютного нуля— и при очень высоких температурах, при которых другие материалы служить не могут. Достаточно сказать, что такая важная характеристика, как временное сопротивление, за последние 10—15 лет выросла со 140 до 300 кгс/мм2. Можно привести немало примеров, когда создание материалов с повышенными механическими свойствами давало мощный толчок развитию ряда отраслей техники.
Термическая обработка появилась примерно пять тысячелетий назад. К тому времени относятся упоминания об экзотических способах обработки стальных мечей. Это была первая забота человека об изменении механических свойств металла. К сожалению, она ограничивалась областью изготовления оружия, а в повседневном обиходе ^продолжали использовать металлические сплавы случайного химического состава и в сыром (т. е. необработанном) состоянии.
во7т°ДНаКО И В пеРи°Д создания промышленного произ-„р^ТВа способы Регулирования механических свойств металлов и сплавов были во многом кустарными. Опти-химииГ режимы термической обработки и оптимальные ПОТЛИРП составы сплавов устанавливали путем кро-для тякпг экспеРиментального поиска, причем основой Для такого поиска были скорее интуиция и опыт исследо-1*
ОГЛАВЛЕНИЕ
Crp.
Предисловие................... 3
: Г л а в a I.
УПРУГОСТЬ И НЕУПРУГОСТЬ МЕТАЛЛОВ
1. Напряженное и деформированное состояния..... 7
2. Методы изучения напряженного и деформированного состояний . '................. 23
3. Упругость.................. . 31
4: Элементарный закон Гука......."..... 32
• 5. Обобщенный закон Гука............ 37
6. Коэффициенты и модули упругости . . ....... 40
7. Экспериментальное определение модулей упругости . . 49
• 8. Влияние различных факторов на модули упругости ... 52
9. Неупругость.................. 55
' 10. Упругое последствие и релаксация напряжений .... 58
• 11, Внутреннее трение и гисте'резис.......... 66
' 12. Эффект Баушингера............... 77
. ' 13. Значение явлений неупругости........... 79
: 14. Псевдоупругость и эффект запоминания формы .... 83
•-. Библиографический список . . ,........... 85
: Г па в а \\.
ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ И УПРОЧНЕНИЕ
1. Общие положения............... 86
2. Пластическая деформация скольжением....... 91
• 3. Приведенное напряжение сдвига. Закон Шмида — Боаса . 111 , 4. Пластическая деформация двойникованием ...... 123
5. Другие виды деформации кристаллов ........ 132
6. Деформация бикристаллов и мультикристаллов .... 138
7. Деформация поликристаллов............ 150
8. Расчет кривых течения поликристаллов по данным для монокристалла.................. 153
9. Текстурообразование в поликристаллах........ 159
10. Механизм пластической деформации........ 162
11. Дислокационная геометрия скольжения....... 168
12. Скольжение как процесс движения дислокаций .... 177
13. Дислокационный механизм двойникования...... 181
' 14. Резкий предел («зуб») текучести....." . . . . 185
15. Обратимые и необратимые изменения деформирующих напряжений................... 196
16. Упрочнение при торможении дислокаций...... 204
17. Деформационное упрочнение . .......... 206
4ОЭ
Стр.
18. Взаимодействие дислокаций с атомами примесей Сине ломкость. Пилообразная деформация ... ' 9,q
19. Упрочнение в сплавах, содержащих вторую фазу ' OQR
20. Упрочнение при упорядочении........ ' ' ' oil
21. Влияние величины зерна на механические свойства ' 94Q
22. Сверхпластичность............ ' «АЯ
Библиографический список.......... . . -254
Глава III.
РАЗРУШЕНИЕ
1. Виды разрушения............... 255
2. Хрупкое разрушение............. . '. 262
3. Вязкое разрушение.............'.'.'. 278
4. Переход от вязкого разрушения к хрупкому .....'.• 288
5. Фрактография...............] 298
6. Влияние запаса упругой энергиа системы на процес'с раз- х рушения.................... 302
7. Влияние прочих внешних факторов на разрушение . . . 306
8. Влияние структуры и состава на процесс разрушения . . 310
9. Замедленное разрушение......,..... 312
. 10. Механика разрушения.............. 314.
Библиографический список.............. 325
Г л а в а IV.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
1. Испытания при статическом растяжении....... 326
2. Испытания при сжатии............. 345
3. Испытания на кручение............. 349
4. Испытания на изгиб............... 352
5. Испытания образцов с концентраторами напряжений . . 355
6. Твердость металлов............... 359
7. Динамические испытания............. 370
8. Технологические испытания............. 375
9. Методы неразрушающего контроля......... 380
10. Статистическая обработка результатов и определение объема механических испытаний........... 381
Библиографический список.............. "84
Г л а в а У. '
ЖАРОПРОЧНОСТЬ
485
1. Общие положения..............• xjCi
2. Влияние температуры на пластическое течение . . • • •*?'
3. Общее представление о ползучести......... |Xg
4. Основные уравнения ползучести и релаксации......• I;™
5. Дислокационный механизм ползучести......• • TjX
6. Испытания на ползучесть и длительную прочность . . • ^ Библиографический список............• •
Глава VI.
УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ
1, Основные характеристики циклического нагружения . • ^.
2. Испытания на выносливость............
494
Стр.
3. Влияние различных факторов на выносливость..... 441
4. Изменение структуры и свойств при циклическом нагру-жении.................... 450
5. Рост усталостных трещин и живучесть металлов .... 458
6. Усталостный излом............... 462
7. Способы повышения усталостной прочности . .... 463 Библиографический список.............. 465
Глава VII.
ИЗНАШИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ
1. Общие положения............... 466
2. Абразивное изнашивание ............. 468
3. Изнашивание вследствие пластического деформирования . 469
4. Изнашивание при хрупком разрушении....... 469
5. Усталостное изнашивание, или контактная усталость . .' - 470
6. Адгезионное изнашивание............. 472
7. Тепловое изнашивание............. 473
8. Окислительное изнашивание............ 474
9. Изнашивание в условиях агрессивного действия жидкой среды.................... 475
10. Особые виды изнашивания............ 475
Предметный указатель..............', 490
Цена: 150руб.
