Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
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   По связи разделов
Портевена-Ле Шателье эффект
Появление у металлов и сплавов нестабильности пластического течения при растяжении вблизи абсолютного нуля

Анимация

Описание

Скачкообразная деформация - появление у большинства металлов и сплавов нестабильности пластического течения в области температур, близких к абсолютному нулю. Это достаточно общий эффект, наблюдаемый при растяжении твердых тел, имеющих кристаллическую структуру.

Для объяснения физической природы появления скачков было выдвинуто несколько гипотез. К настоящему моменту наименее противоречивой является гипотеза тепловой природы скачков - наличие термической нестабильности процесса деформации приводит к локальному разогреву материала из-за малых значений его теплоемкости и теплопроводности при низких температурах.

Скачкообразность процесса скольжения присуща вообще явлению пластического течения кристаллических тел. Микроскопические скачки деформации при высоких температурах появляются как при ползучести, так и при активном нагружении монокристаллов уже до уровня их пределов текучести. Превращение микроскачков в макроскачки при очень низких температурах обусловлено локальным тепловым размягчением решетки в результате прохождения первичных инициирующих микроскачков. Это приводит к лавинообразному нарастанию деформации и разогреву материала в локальном объеме; а в конечном счете к падению напряжения.

Условием для появления скачков является наличие высоких деформирующих напряжений, при которых создается необходимая степень структурной микронеоднородности решетки, связанной с появлением в ней больших амплитуд локальных внутренних напряжений. Однако высокие деформирующие напряжения являются необходимым, но недостаточным условием существования скачков. Во многих случаях при высоком уровне напряжений, приложенных к кристаллу, скачки не возникают, и лишь понижение температуры приводит к их появлению.

Основные закономерности скачкообразной деформации могут быть проиллюстрированы на примере поликристаллического алюминия (рис. 1). 

 

 Диаграмма скачкообразной деформации поликристаллического алюминия

 

 

Рис. 1

 

Скачки на диаграмме обнаруживаются только после значительной деформации образца, при высоком уровне напряжений; они возникают лишь после снижения температуры от 4,2 до 1,6 К. Их амплитуда и число увеличиваются с ростом  деформации. Даже снижение температуры от 1,6 до 1,3 К еще продолжает влиять на характер и число скачков.

Скачкообразная деформация начинается при определенной критической температуре и при ее понижении усиливается.  У AlTiTaGd скачки возникают при понижении температуры от 4,2 до 1,6 К, у меди и сплавов (a-латунь, сталь Ст2, сплав В-95) - при температуре 4,2 К, у сплава Al-Mg - при температуре 10 К.

Важную роль играет скорость деформации. Ее увеличение приводит к скачкам деформации. При малой скорости деформации скачки отсутствуют. Эффект зависит от размеров образцов; уменьшение их толщины и ширины приводит к снижению числа и даже исчезновению скачков. Эффект зависит также от микроструктуры вещества, ориентации кристаллов, количества примесей, термической обработки, преддеформаций.

Эффект деформации проявляется на телах различной геометрической формы.

Пространство проявления результата воздействий - объем кристаллического тела. Внешне проявляется в изменении формы и размеров тела.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -2 до 1);

Время существования (log tc от 0 до 5);

Время деградации (log td от -2 до 0);

Время оптимального проявления (log tk от 1 до 3).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация

Металлический стержень, охлажденный до гелиевой температуры, подвергается растягивающему усилию. Измеряется динамика удлинения стержня. Наблюдается скачкообразное удлинение стержня (рис. 2).

 

Схема технической реализации

 

 

Рис. 2

Применение эффекта

Характеристики некоторых материалов, на которых проявляется физический эффект приведены в таблице 1.

 

 

 

 

Таблица1

Материал

Модуль сдвига G, ГПа

Предел текучести sт, МПа

Временное сопротивление разрыву sв, МПа при температуре, К.

4,2

1,6

300

Алюминий

24,5

56,3-64,4

220

230

30

Никель (99,6%)

77

150

970

990

540

Свинец

5,6

4,9-9,8

72

78

13

Тантал (99,75)

-

-

1150

1200

620

Медь 

41,5

68,5

420

420

230

Титан (99,6%)

-

660

1340

1320

750

Сплав В-95

 

Незакаленный:

 

Закаленный:

 

 

26-27

 

26-27

 

 

150

 

450

 

 

550

 

830

 

 

610

 

820

 

 

340

 

650

 

Эффект скачкообразной деформации может быть использован для исследований прочности и пластичности твердых тел.

Литература

 1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.

 2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.- С.20, 231, 460.

Ключевые слова

  • скачкообразная пластическая деформация
  • твердое тело
  • низкая температура

Разделы естественных наук:

Механические свойства твердых тел
Твердые тела
Термодинамика
Упругость и пластичность
Явления переноса

Формализованное описание Показать