Термомеханическая обработка аморфных сплавов

Термомеханическая кривая зависимости предела текучести аморфного сплава характеризуется наличием трех характерных об­ластей (рис. 4.26): I− резкое уменьшение предела текучести; II − инва­риантность; III − плавное уменьшение предела текучести.

Наличие плато инвариантности можно представить как ре­зультат развития двух процессов: упругая (гомогенная) деформация всего объема образца и локализация деформации в полосах скольже­ния (негомогенное скольжение). Такое течение нечувствительно к скорости деформации и температуре воздействия и характеризуется отсутствием стадии упрочнения.

Рис. 4.26. Термомеханическая кривая зависимости предела текучести аморфных сплавов: t1 и t2 – критические температуры

Таким образом, инвариантный интервал определяет рабочую температурную область аморфного сплава, когда подводимая энергия (в виде температуры и напряжения) недостаточна для нарушения его строения.

Термомеханические кривые для полимерных материалов с различным строением приведены на рис. 4.27. По этим кривым можно судить о характере изменения механических и технологических свойств полимеров при различных температурах. Так, полимеры или пластмассы на их основе эксплуатируются при температурах ниже температуры стеклования t_ст, когда они находятся в твердом состоянии.

Температура t_хр (ниже t_ст) соответствует переходу полимеров в хрупкое состояние (для полистирола t_ст = 100 ^оС и t_хр = 90 ^оС; для полиметилметакрилата t_ст = 100 ^оС и t_хр = 10^оС).

Кристаллические полимеры (рис. 4.27 б) при температуре ниже температуры кристаллизации t_к являются твердыми, но имеют различную жесткость в зависимости от степени кристалличности. При температуре выше t_к их кристаллическая часть плавится, и далее, в диапазоне температур от t_к до t_пл, полимер находится в высокоэластичном состоянии.

Кристаллические и аморфные полимеры при температуре свыше t_ст переходят в вязкотекучее состояние. Формование изделий из полимеров или пластмасс ведут в области их вязкотекучего состояния.

В редкосетчатых полимерах (типа резин) узлы сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при повышении температуры (рис. 4.27 в) в таких полимерах не наступает вязкого течения, а область высокоэластичного состояния расширяется и ее верхней границей становится температура химического разложения полимера t_р.

Рис. 4.27. Термомеханические кривые для полимеров: а – аморфного; б – кристаллического; в – редкосетчатого. Области состояний полимеров: 1 – стеклообразное; 2 – высокоэластичное; 3 – вязкотекучее; 4 – химического разложения