Материалы для современной медицины. Канюков В.Н - 15 стр.

сжимающие напряжения со стороны более холодных внутренних слоев. Если
эти напряжения не превосходят предела текучести при температуре нагрева, то
при охлаждении металла они нивелируются. Однако, вероятнее всего, что при
высокой температуре протекает релаксация напряжений, так как предел текуче-
сти сильно снижается. При охлаждении слоев металла, в которых развилась
пластическая деформация и прошла релаксация напряжений, происходит их
упругое сжатие в большей степени, чем внутренних нагретых слоев, в которых
релаксация напряжений не совершалась. В результате этого в поверхностных
слоях получаются остаточные напряжения растяжения, а в подповерхностных –
сжатия.
       Распределение напряжений в материале после лазерной обработки отли-
чается от распределения, которое получается после охлаждения объемно нагре-
того материала. На всех стадиях лазерной обработки наиболее нагреты поверх-
ностные слои, при охлаждении после объемного нагрева внутренние слои могут
иметь более высокую температуру, чем наружные, что вызовет отличающееся
распределение остаточных напряжений. При охлаждении после объемного на-
грева отвод тепла происходит через поверхность и в полученном распределе-
нии остаточных напряжений напряжения на поверхности - сжимающие, в под-
поверхностных слоях - растягивающие.
       Тот факт, что на поверхности однофазного материала после лазерного
нагрева получаются растягивающие напряжения, должен приводить к сниже-
нию сопротивляемости трещинообразования и, в частности, к ухудшению уста-
лостных свойств.
        В материале, испытывающем фазовые превращения, распределения ос-
таточных напряжений могут значительно отличаться от тех, которые получа-
ются в материале без фазовых превращений. Образование мартенсита (фазы с
меньшей плотностью) в поверхностных слоях материала при резком охлажде-
нии приводит к появлению остаточных сжимающих напряжений на поверхно-
сти, что должно повышать сопротивление образованию трещины.
       Для приближенного расчета остаточных напряжений на поверхности из-
делий может быть использована формула

     σ = Е (1-Р1/Р2),

      где: σ - остаточные напряжения;
      Е - модуль упругости исходного материала;
      P1, P2 - плотности исходного и конечного состояния материала.
       Видно, что для получения сжимающих остаточных напряжения необхо-
димо, чтобы фазовое превращение протекало с уменьшением плотности и что
чем больше различие плотностей, тем больше и остаточные напряжения в ма-
териале.




                                                                         17