Вплив процесів деформування на поверхневий шар металів
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет Львівська політехніка
Кафедра Технології машинобудування
Курсова робота:
Вплив процесів деформування на поверхневий шар металів
Дисципліна: Наукові дослідження
Виконав:
Ст. гр.____
___________
Викладач
___________
Львів - 2009р.
Зміст
Вступ.
1.Процес формування верхнього шару металу в умовах пружної і пластичної деформації.
2.Зміни РВЕ на поверхні металів при деформуванні.
3. Дослідження структурних змін і зарядового рельєфу поверхні при втомі металевих матеріалів.
4. Закономірності формування енергетичного рельєфу металевої поверхні при контактних взаємодіях і при механічній обробці.
Висновки
Література
Вступ
Одним з центральних напрямків розвитку фізики твердого тіла, фізики металів є дослідження особливостей будови металевої поверхні та вивчення змін в її структурі і властивостях у процесі деформування. Найважливішими задачами цих досліджень є вивчення взаємозвязку змін в іонній та електронній підсистемах металу, визначення закономірностей формування та еволюції напружено - деформованого стану поверхневого шару матеріалу в різних умовах деформування.
В роботі досліджується процес деформування поверхневого шару металів і визначення впливу деформації на характеристики напружено - деформованого та енергетичного стану поверхні. Особливий стан приповерхневого шару вимагає також розробки спеціальних експериментальних методів визначення деформаційних характеристик. Для дослідження закономірностей поверхневого деформування в даній роботі удосконалені і використані методи вимірювання роботи виходу електронів (РВЕ), контактного електричного опору (КЕО), вимірювання залишкових макроскопічних і мікроскопічних напруг, визначення механічних характеристик поверхневого шару. На основі отриманих експериментальних даних у роботі розвинуті фізичні уявлення про закономірності змін в іонній і електронній підсистемах металів у процесі деформування.
Актуальність теми. Наукова актуальність дослідження властивостей поверхневих шарів металів полягає в необхідності розвитку уявлень про фізичну природу деформування і руйнування реальних металевих матеріалів, розкритті механізму процесів, що відбуваються у приповерхневому шарі. Для встановлення фізичних механізмів деформаційних процесів і побудови відповідних теоретичних моделей, насамперед, необхідні експериментальні дослідження. Сучасні знання про фізичні і механічні характеристики приповерхневої області металів і про взаємозвязок їх з властивостями, що характеризують міцність, розрізнені і недостатні. Практично не досліджено взаємозвязок енергетичного стану поверхні із змінами структури приповерхневої області.
Зростаючий інтерес до вивчення фізичних і механічних властивостей приповерхневих шарів металів в останні роки, крім наукової мети, обумовлений важливими технічними застосуваннями. Прикладна актуальність проблеми визначається практично усіма задачами, що виникають при деформуванні металів і сплавів у процесі їх виробництва та експлуатації. На даний час розроблені і застосовуються на практиці різні види зміцнюючих обробок, метою яких є забезпечення необхідних властивостей поверхні. Для оптимізації існуючих способів і вдосконалення технології зміцнення необхідна розробка експериментальних методів досліджень механічних властивостей приповерхневої області, вивчення закономірностей формування оптимальних структур, розвиток
фізичних моделей, що адекватно відображають особливості протікання деформаційних процесів поблизу поверхні матеріалу. Важлива для практики проблема надійності і довговічності, наприклад, літальних апаратів, багато в чому визначається напруженим станом приповерхневого шару деталей, здатністю його протистояти розвитку процесів втоми і контактного деформування. З цієї причини в даній роботі одним з обєктів досліджень були сплави, що використовуються для виробництва газотурбінних двигунів (ГТД).
Методи дослідження:
- вимірювання розподілу КРП по поверхні для аналізу змін енергетичного стану в процесі деформування;
- прецизійна рентгенівська дифрактометрія для визначення параметрів напружено - деформованого стану і структурних змін;
- вимір КЕО для визначень напружень і деформацій при контактних взаємодіях.
- випробування на кінетичне індентування для визначення фізичних параметрів деформування приповерхневої області;
- електронна мікроскопія для встановлення змін дислокаційної структури;
- випробування на тертя та опір втомі під впливом знакозмінних напружень, як критерій формування оптимальної кристалічної структури;
- теоретичний аналіз досліджених явищ.
Наукова новизна одержаних результатів
1. Вперше встановлені закономірності розподілу РВЕ по поверхні деформованих металів. У пластичній області спостерігається падіння РВЕ, причому більшому ступеню деформації відповідає більш значне зменшення РВЕ. При досягненні певного ступеня деформації РВЕ досягає граничного значення. Виявлений деформаційний енергетичний рельєф зумовлений виходом на поверхню дислокацій. Таким чином, методом РВЕ фіксується кінетика виходу