Влияние повышения температуры на механические свойства

Процессы диффузии и самодиффузии оказывают существенное влияние на прочность и пластичность металлов при продолжительной работе изделий в условиях высоких температур. Повышение температуры в чистом металле приводит к ослаблению межатомных связей, благодаря чему облегчается его пластическое деформирование за счет снижения предела прочности и повышения пластичности, а следовательно, и снижения предела текучести. Однако, при деформировании металлов с объемноцентрированной кубической решеткой, содержащих различные примеси, а также перлитных сталей в отожженном состоянии в интервале температур 100 – 300 °С наблюдается некоторое повышение предела прочности и незначительное снижение характеристик пластичности (рис. 1.64). Это связано с возникновением явления синеломкости, происходящего вследствие увеличения скорости диффузии чужеродных атомов в металле (углерода и азота в сталях). Они вступают во взаимодействие с движущимися во время пластического деформирования дислокациями, затрудняя их движение. Предел текучести особенно заметно уменьшается при увеличении температуры выше 200 – 250 °С.

Рис. 1.64 - Зависимость механических свойств металла от температуры

Максимально отрицательным эффектом влияния высокой температуры на прочность металлов является ее нестабильность: пределы текучести и прочности становятся зависимыми от времени работы в напряженном состоянии (рис. 1.65).

Рис. 1.65 - Зависимость предела текучести от времени действия нагрузки

Термически активированные процессы типа переползания дислокаций или движения границ зерен в чистом железе ускоряются при температурах выше 300 °С. При добавлении легирующих элементов это значение увеличивается.