Obraz14 (2)

10

10.1

UMOCNIENIE MATERIAŁÓW

Najważniejszym wymaganiem stawianym wszystkim materiałom konstrukcyjnym jest przenoszenie możliwie dużych obciążeń bez zniszczenia. Współczesne tendencje projektowania maszyn i konstrukcji o coraz większej wydajności, nośności

itp. intensyfikują wymienione wymagania.

Początkowo głównym sposobem powiększania wytrzymałości materiałów była modyfikacja ich składu chemicznego. Okazało się, że jest to sposób mało efektywny w stosunku do kosztów. Znacznie lepsze rezultaty często można uzyskać mniejszym kosztem, poddając konwencjonalny materiał odpowiedniej technologii, zapewniającej umocnienie. Można zaryzykować tezę, iż przeważająca liczba prac badawczych z zakresu materiałoznawstwa była poświęcona pośrednio lub bezpośrednio umacnianiu materiału. W rezultacie opracowano różnorodne metody umacniania materiałów tak ciągliwych (materiały metaliczne), jak i kruchych (betony, żywice, szkło).

10.1. MATERIAŁY CIĄGLIWE

Materiały ciągliwe (tzw. elastoplastyczne) ze wzrostem obciążenia podlegają początkowo chwilowemu odkształceniu sprężystemu, następnie trwałemu odkształceniu plastycznemu, a przy określonej wartości obciążenia ulegają zniszczeniu. Różnorodne metody umacniania materiałów ciągliwych, mierzonego wzrostem granicy plastyczności lub wytrzymałości, sprowadzają się do ograniczenia ruchliwości (poślizgów) dyslokacji. Warto pamiętać, że na ogół wytrzymałość i ciągliwość materiałów metalicznych są odwrotnie proporcjonalne. Toteż największe znaczenie mają metody umacniania powiększające silnie wytrzymałość i twardość, ale pozostawiające równocześnie pewną ciągliwość i odporność na działanie karbu.

Do najważniejszych rodzajów zabiegów umacniania materiałów metalicznych

należą:

— umacnianie czynnikami metalurgicznymi (wielkość ziarna, skład roztworu stałego) związane z procesami metalurgicznymi lub odlewniczymi, głównie odtle-niania i modyfikacji,

—    umacnianie obróbką cieplni nego (przesycania, starzenia) lub ul

—    umacnianie obróbką piasty'

Najważniejszym czynnikiem me tale są granice ziarn. Dowodem jest rozciąganie polikryształu niż mom Orientacja krystalograficzna zi uporządkowana. Wobec tego systen wypełnione atomami) w poszczegóh wane. Dowodzą tego linie poślizgu \ orientacji w sąsiednich ziarnach, c Granica ziarna, jak wiadomo, je; nie się dyslokacji przez granicę sz kierunku wektora Burgersa, co je skutecznie blokują poślizgi dysloka imiennych dyslokacji (rys. 8.23a) i d wia uruchomienie poślizgu po dru W strukturach krystalicznych ul się w zasadzie jedną płaszczyzną (00 ziarn jest bardzo silny. W struktura się większą liczbą płaszczyzn łatweg {321}, wpływ ten jest znacznie sła Działanie umacniające granic j (rys. 10.1), jeżeli pomijalny jest wpl;

Rys. 10.1. Wpływ wielkości