Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Физика взрыва. Т.2 - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Т.2. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 654 c.
ISBN 5-9221-0220-6
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzrvt22002.djvu
Предыдущая << 1 .. 199 200 201 202 203 204 < 205 > 206 207 208 209 210 211 .. 309 >> Следующая


Рассмотрим некоторые особенности высокоскоростного деформирования железа (стали),«опираясь иа приведенную классификацию механизмов релаксации напряжений при нагружении материала ударными волнами. Очевидно, что при

і ел

446

19. Взрыв в твердых телах

образовании одноволновой структуры (дли железа р > р4 w 67 ГПа) двой-никование становится невыгодным, так как появляется механизм с меньшим временем релаксации. Экспериментально показано, что двойниковая структура при этом исчезает и наблюдается предельное упрочнение металла вследствие зарождения предельного количества дислокаций, которые «мешают» перемещению друг друга и существенно затрудняют процессы скольжения и двойникования. Следовательно, при увеличении фронтального давления переход от многоволновой к одноволновой структуре ударной волны влечет за собой переход от обычного механизма размножения дислокаций к вынужденному их зарождению. При этом появляются области сильно локализованной пластической деформации, так называемые полосы адиабатического сдвига (ПАС). Пластическая деформация в области ПАС достигает ~ 100 %, а скорость деформации составляет 106 ... 108 с-1.

Явление локализации деформации при высокоскоростном нагружении в общем случае связано с нестабильностью и негомогенностью пластического течения, что обусловлено возникновением эффекта термического разупрочнения при адиабатическом (или почти адиабатическом) пластическом деформировании, Это явление играет важную роль при динамическом пластическом деформировании, которое, реализуется не только при ударном и взрывном нагружении металлов и сплавов, но и при механической или криогенной обработке металлов, при обработке металлов давлением, при отколах, сопровождающих ударноволновую обработку металлов и сплавов. Подобная локализация пластического деформирования происходит и при сравнительно невысоких давлениях в сталях, либо содержащих значительное количество легирующих добавок, либо предельно упрочненных. В последнем случае механизмы, генерирующие развитие ПАС, необязательно связаны с локализацией пластического течения и нагревом области ПАС (нагрев может быть невелик, менее 1000C) , а могут быть обусловлены задержкой локализации пластического течения вследствие гетерогенности пластических деформаций в поликристаллах.

Очевидно, что теплота, выделяемая при пластическом деформировании, концентрируется в окрестности полосы сдвига только в том случае, когда выделение теплоты происходит быстрее, чем ее отвод за счет механизма теплопроводности. При этом адиабатический нагрев может вызвать значительное повышение температуры в локализованном объеме и снижение локального предела текучести, если величина термического разупрочнения превысит величину изотермического деформационного упрочнения. Так как степень локального разупрочнения увеличивается с повышением температуры, то деформации локализуются в ПАС, и разрушение происходит по плоскостям микроскопического скольжения. ПАС всегда имеют конечную толщину, поэтому температура материала в области сдвига зависит также от ширины полосы сдвига. f.#Vi

Твердость стали в области ПАС в 1,5 раза выше твердости основного металла и соответствует твердости мартенсита. Рентгеновская дифрактометрия ПАС зафиксировала параметры решетки, хорошо совпадающие с параметрами О ЦТ-решетки мартенсита, а электронный микроанализ не обнаружил изменений химического состава стали в области ПАС. Это означает, что время адиабатического сдвига слишком мало для протекания диффузионных процессов, С помощью электронной микроскопии реплик микроструктура ПАС идентифицирована как мелкозернистый неотпущенный мартенсит, в котором отсутствуют карбидные включения.

Теория адиабатического сдвига основана на предположении, что адиабатический сдвиг наступает в области локализованной пластической деформации, когда dr/dy = O5 где г — касательное напряжение; 7 — деформация в плоскости сдвига

19.3. Высокоскоростное деформирование и разрушение

447

(угловая деформация). Записав полную производную в форме

dr _ дт дт dT

d7 ~ З7 дТ dyt!

долучим условие адиабатического сдвига в виде ~ '.

дт/д'У

° ^ -(PrIdT)[OlTId1) ^1'

Так как нагрев области сдвига зависит от интенсивности пластической деформации и скорости, с которой теплота отводится от зоны сдвига, на температуру в бесконечно тонкой полосе адиабатического сдвига влияют следующие параметры: тт и 7т — напряжение и деформация пластического течения; 7 — скорость деформации в плоскости сдвига; р, А и с ~ соответственно плотность, коэффициент теплопроводности и удельная теплоемкость материала. Опуская математические выкладки, приведем без доказательства выражение для температуры бесконечно тонкой ПАС, полученное Рехтом:

rp _ Jr (7(7-7г)\1/2 J \ жХрс J >

где J — механический эквивалент теплоты.

Особенности процесса высокоскоростного деформирования по сравнению с ква-зйстатическими режимами нагружения вводят в действие дополнительные факторы, влияющие на повышение прочности материала во фронте и за фронтом ударной волны. Во-первых, при высокоскоростном деформировании, характеризующемся высокими значениями напряжений, резко возрастает скорость перемещения Дислокаций в плоскости скольжения. При этом возрастает сопротивление решетки перемещению дислокаций, что является одной из важных причин дополнительного роста прочности при высокоскоростном деформировании по сравнению с квазиста-Фическим деформационным упрочнением. Во-вторых, при высоких давлениях во фронте ударной волны может происходить вынужденное зарождение дислокаций # увеличение их плотности, что также приводит к упрочнению. В-третьих, степень упрочнения зависит от соотношения сдвиговой и нормальной компонент деформации. Например, если пластину из закаленной стали обработать плоской ударной волной, падающей перпендикулярно к поверхности образца, то максимальное увеличение твердости будет наблюдаться при давлении 20.. «30ГП&. Если же образец нагрузить косой ударной волной, падающей под углом к поверхности образца, ёотакой же результат получится при давлении 2... 3 РПа. Различие в характер упрочнения вызвано резким увеличением сдвиговой компоненты деформация при скользящем косом ударном нагружении. В четвертых, степень упрочнения зависит от относительного содержания различных компонентов в сплавах. Например, для сталей, имеющих одинаковый статический предел текучести, степень упрочнения возрастает пропорционально содержанию углерода. Границей между квазистатической и динамической деформацией (квазистатическим и динамическим упрочнением) служит пррог скорости деформации, выше которогр происходит резкое увеличение предела текучести данного материала.
Предыдущая << 1 .. 199 200 201 202 203 204 < 205 > 206 207 208 209 210 211 .. 309 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.