ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

КРИТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ ДЕФОРМАЦИИ

Критическую скорость деформации, ниже которой происхо­дит динамическое старение, можно определить из равенства ид = ип. Если скорость движения дислокации намного меньше, чем скорость, с которой могут перемещаться атомы примеси вслед за дислокаци­ей, то дислокация, как механические грабли на сенокосе сгребают сено (рис. 5.11в), увлекает за собой дислокации. На рис. 5.11г эта дислокация показана в плоскости скольжения. Если линия дис­локации первоначально находилась в положении 1 (показано штрихами) и перемещается в положение 2 (сплошная кривая), то все атомы примеси (светлые точки) с «заметенной» дислокацией площади abcd окажутся на линии дислокации (черные точки).

Однако если скорость движения дислокации окажется близ­кой к максимально возможной скорости движения примеси, то чем плотнее гряда примесей на линии дислокации, тем с меньшей скоростью эта гряда может перемещаться. Поэтому, время от вре­мени дислокация должна отрываться от слишком большой гряды примесей. Аналогично механические грабли формируют на поле валы сена. Когда сопротивление движению сена становится боль­ше веса дуг граблей, дуги перескакивают через валок сена и про­цесс повторяется (рис. 5.11в).

Эффект Портевена-Лешателье объясняется синхронным от­рывом дислокаций от накопившихся атомов примесей. Этот про­цесс должен вызывать падение напряжений, которое видно на диаграмме нагружения в виде провала. Очередное накопление атомов примеси на дислокациях приводит к повышению сопро­тивления пластической деформации и выглядит на кривой на­гружения, как подъем на очеред­ной зубец (рис. 5.10, кривая 3).

Для экспериментальной провер­ки справедливости этого условия производили одноосное растяжение образцов с разными скоростями при различных температурах и по фор­муле (5.12) определяли скорость дис­локаций. Полученные результаты отмечали точками на рис. 5.12.

Если диаграмма нагружения бы­ла гладкой, как кривая 2 на рис. 5.10, то наносили белые точки. Если зуб­чатой (как кривая 3 на рис. 5.10) —

черные. Зачерненные наполовину точки использовали в том слу­чае, если на диаграмме появлялись отдельные зубцы или ступень­ки (назвали «порча кривой»).

На этот же рисунок нанесены сплошные наклонные прямые для ип, вычисленные по формуле (5.9) с использованием значе­ний D0 и Q из табл. 5.1 для углерода и(С) и для азота v(N).

Из рисунка видно, что минимальная скорость движения дис­локаций, при которой появляется зубчатая кривая нагружения, хорошо совпадает с вычисленной максимальной скоростью дви­жения атомов углерода. Однако максимальная скорость деформа­ции, при которой наблюдается порча кривой нагружения, на по­рядок выше, чем максимально возможная скорость движения атомов азота. Именно этой кривой следует ограничить область ско­ростей деформации, при которых нужно считаться с динамиче­ским деформационным старением.