ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм зарождения, роста и коалесценции пор из "Диагностика металлов " Схема этой картины разрушения приведена на рис.2.2. [c.25] Между размерами частиц второй фазы (карбидов, нитридов, оксидов, сульфидов и др.) инициирующих микропору, размером мик-ропоры и ямки (поры) существует тесная корреляционная связь. Некоторые результаты связи размера ямок в вязком изломе с размерами частиц неметаллических включений типа оксидов, нитридов титана, сульфидов, а также микропор в конструкционных сталях приведены на рис. 2.5. Аналогичный характер связи выявляется между размерами частицы цементита и микропоры (кривые 2 и 5 на рис. 2.5). [c.27] Из рис. 2.5 также следует, что в первом приближении степень влияния размера поры на размер ямки сопоставима с влиянием размера включения на размер ямки L . Влияние природы неметаллических включений (сульфид, оксид) на тесноту связи размер включений - размер ямки имеет, по всей видимости, эффект второго порядка. В первом приближении поля рассеяния значений размера включения и размера ямки Ьд линейной зависимости для сульфидов, нитридов и оксидов в стали 30Х2НМФА совпадают (см. рис. 2.5). [c.27] В феррито-перлитной стали в роли инициаторов крупных пор - ямок наряду с карбидами и неметаллическими включениями выступают колонии перлита. Большему размеру колонии перлита соответствует большая ямка (рис. 2.6). [c.28] Пластическая деформация ферритной матрицы развивается пре-имуш ественно у крупных частиц упрочняюш ей фазы и неметаллических включений и по времени опережает развитие пластической деформации в остальном объеме материала [17, 18]. При суш еству-юш ей технологии производства металла в нем имеются неметаллические включения размером от долей до нескольких десятков и даже сотен микрометров, которые в несколько раз, а иногда на несколько порядков превышают размер частиц упрочняющей фазы, поэтому следует ожидать предпочтительного зарождения вязких (пластических) трещин, прежде всего у этих неметаллических включений. Учитывая слабую когезивную прочность межфазной границы неметаллическое включение - матрица, уже на ранних стадиях пластической деформации возможна потеря сопряжения включения с матрицей (по существу, образование микропоры), что приводит к опережающему росту ямки (поры) у относительно крупных неметаллических включений. [c.28] При наличии в структуре стали цепочек неметаллических включений, размер которых и слабая когезивная связь на межфазной границе обусловливают опережающее начало зарождения и роста микропор, а затем и ямок, возрастает степень неоднородности (гетерогенности) протекания по фронту макротрещины процесса разрушения (рис. 2.7). Крупные ямки, инициируемые неметаллическими включениями, окружены маленькими ямками, инициированными частицами карбидов. [c.29] Необходимо отметить, что в сталях с феррито-перлитной структурой, имеющих перлитную строчечност -, в роли инициаторов расслоений часто выступают вытянутые вдоль направления прокатки колонии перлита. Появление столь крупных инициаторов ямок обусловливает опережающий рост пор (ямок) вокруг колоний перлита. Слияние этих ямок формирует расслоения, которые расщепляют , также как и раскатанные сульфиды и оксисульфиды, поверхность разрушения на слои (рис. 2.9, а). На металлографическом шлифе, приготовленном поперек плоскости разрушения, видно, как глубоко уходят расслоения во внутренние объемы образца (рис. 2.9, б). [c.30] В металле сварного шва, отличающегося от основного металла повышенным и неравномерным распределением по объему частиц неме-таллических включений, как правило, наблюдается резко выраженная разновеликость ямок. Наряду с большими ямками, инициированными крупными включениями, видны колонии мелких ямок, образование которых вызвано скоплением дисперсных неметаллических включений и карбидов (рис. 2.10, а). В ряде случаев большие ямки образованы колониями неметаллических включений. Не исключено, что нередко фрагментация (дробление) включений, особенно пластинчатых по форме, происходит при пластической деформации металла. [c.30] В ряде случаев при пластической деформации стали происходит разрушение крупных неметаллических включений по механизму хрупкого транскристаллитного скола (рис. 2.11). В пределах частично разрушившегося включения виден ручьистый узор, характерный для механизма хрупкого транскристаллитного скола. Результат - образование особо крупной ямки у неметаллического включения. [c.33] Разновидностью механизма зарождения, роста и коалесценции пор являются случаи распространения треш ин по границам зерен (рис. 2.12). Для низкотемпературных условий испытания распространение вязких треш ин по границам зерен относительно редко. Как правило, это наблюдается в материалах со структурой, характеризующейся относительно низкой плотностью частиц второй фазы, но имеюш их по границам повышенную плотность распределения этих частиц. Типичный случай - стали с пониженным после перегрева содержанием серы. В области высоких температур, соответствующих аустенитной фазе, основная масса серы в малосернистой стали переходит в твердый раствор. При охлаждении с определенной скоростью выделяются частицы сульфидов по границам зерен. Предпочтительное зарождение микропор у частиц сульфидов обусловливает опережающее развитие вязких пор (ямок) по границам зерен. [c.33] Подобная картина разрушения выявляется также в алюминиевых сплавах, у которых по границам зерен выделяются отдельные редко расположенные частицы некогерентных выделений, а вдоль границ формируются зоны, свободные от частиц упрочняющей фазы. В этих условиях вся пластическая деформация локализуется в этих относительно мягких приграничных зонах, образуя вытянутые вдоль границ зерен ямки. [c.33] Межзеренный характер механизма зарождения, роста и коалесценции пор типичен для высокотемпературной ползучести. Зарождение пор происходит вследствие локализации пластической деформации у частиц второй фазы. Последующий рост пор связан с действием приложенного растягивающего напряжения. Так же как при внутризеренном вязком разрушении критерий зарождения мик-ропоры требует достижения критической деформации сдвига у границы частица - матрица. [c.33] При наличии на границах частиц, таких как неметаллические включения, почти не связанных с матрицей, резко ускоряется ползучесть материала. В этом случае нет необходимости в стадии зарождения микропор. [c.33] Вернуться к основной статье