ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Переход в хрупкое состояние из "Коррозионностойкие сплавы тугоплавких металлов " Для многих металлов, в первую очередь имеющих объемно-центрированную решетку, понижение температуры приводит к резкому, в определенном температурном интервале, охрупчиванию. [c.25] Поскольку это явление впервые обнаружено и наиболее обстоятельно исследовано на железе и его сплавах (сталях) и наблюдается у этих материалов при отрицательных температурах, оно получило название хладноломкость, а температура, при которой происходит переход в хрупкое состояние—порог хладноломкости. [c.25] Применительно к тугоплавким металлам такие названия не совсем оправданы, так как у них охрупчивание наблюдается при положительных температурах (Сг, Мо, W, V). В дальнейшем температуру перехода в хрупкое состояние будем называть порогом хрупкости или, по традиции, порогом хладноломкости (эти названия являются синонимами). [c.25] Так как значение с (а) велико по сравнению с г Ь), напряжения в зоне воздействия концентратора достаточно высоки и значительно превосходят средние напряжения по объему металла. Механизм разрушения в этом случае заключается в том, что вокруг концентратора образуется зона несплошности, которая быстро превращается в ямку и перестает быть концентратором (д/Ь 1). Процесс повторяется в зоне воздействия другого (чаще, соседнего) концентратора. Затем ямки сливаются, образуя магистральную трещину. [c.25] что для осуществления такого процесса разрушения необходима микропластическая деформация и непрерывный подвод энергии. Наличие такого процесса достаточно достоверно может быть установлено при изучении поверхности разрушения (поверхности излома). Этот вполне современный, а в действительности очень старый метод исследования качества металла называется теперь фрактографией. [c.25] Раньше вид разрушения определяли визуально, невооруженным глазом или при малых увеличениях, теперь он определяется при помощи просвечивающего или сканирующего электронного микроскопа обычно при увеличениях 3000-5000. На рис. 15/г,б показаны типичные виды изломов (снятые на сканирующем микроскопе при увеличении 1000), характерные для вязкого ямочного разрушения. [c.25] Действительно, надежно на поверхности хрупкого излома не обнаружено следов пластического деформирования металла в отличие от пластической деформации на поверхности излома при вязком разрушении. [c.27] Необходимо учитывать двухстадийность процесса хрупкого разрушения вязкое, начальное развитие трещины, пока в ее устье напряжение не достигнет необходимого уровня хрупкое, окончательное разрушение. Первая стадия рассматривается как стабильное развитие трещины (длина стабильной трещины Сет характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению), вторая — как нестабильное. [c.27] Поскольку при нестабильном росте трещины напряжение в ее устье непрерывно возрастает, хотя среднее напряжение при этом может и уменьшаться (концентратор пропорционален длине трещины), начало развития хрупкого разрушения обычно приводит к полному разрушению изделия (образца, детали). Сравнительно редки сл) чаи остановки хрупкой трещины — встреча с непреодолимым для ее движения препятствием, исчерпание упругой энергии в системе. [c.27] при рассмотрении не структурной, а энергетической стороны разрушения необходимо как самое главное отметить следующее. Полная работа А, затраченная на разрушение, расходуется на пластическую деформацию (работой, затраченной на упругую деформацию, можно в первом приближении пренебречь) и состоит из двух слагаемых работы макропласти-ческой деформации (работы, затраченной на деформацию всего образца до зарождения трещинь ), сокращенно работы зарождения трещины и работы микропластической деформации (пластическая деформация, локализованная в устье трещины, перемещающаяся при движении трещины), сокращенно работы развития (распространения) трещины Ар. Следовательно, полная работа разрушения А = А + Ар. [c.28] В соответствии с описанными вьцце механизмами вязкого и хрупкого разрушения Ар при вязком разрушении имеет определенную величину, а при хрупком разрушении Ар = 0. [c.28] Таким образом, при хрупком разрушении А = з, а величина А з может быть достаточно большой. Отсюда следует, что по энергоемкости, величине работы разрушения, нельзя определить, произошло ли разрушение по вязкому или хрупкому механизму. [c.28] Переход от вязкого к хрупкому разрушению обусловлен понижением температуры или увеличением скорости деформирования. При понижении температуры, каком-то определенном для каждого конкретного случая, появляются участки хрупкого разрушения. Это так назьшаемый верхний порог хрупкости (хладноломкости) Гв (рис. 17). По мере дальнейшего понижения температуры количество участков хрупкого разрушения увеличивается и наконец достигает 100% (соответственно 0% участков вязкого разрушения). Это так назьшаемый нижний порог хладноломкости Т . Таким образом, переход из вязкого в хрупкое состояние происходит в интервале температур Гв -Гд. [c.28] В качестве показателя порога хрупкости (хладноломкости) принимают среднюю температуру внутри интервала Т -Т , когда в изломе содержится 50% вязкой (ямочной) составляющей Т о). Характер изменения энергетических характеристик при переходе от вязкого к хрупкому разрушению в определенном интервале температур в общем, наиболее частом случае соответствует схеме, показанной на рис. 17. В зависимости от выбранного критерия положение порога может быть различным. Во избежание путаницы и непонимания в настоящее время чаще всего употребляется критерий TsQ, так называемая температура полухрупкости. [c.28] Техника определения доли вязкой составляющей в изломе и, следовательно, Tso хорошо отработана, и этот показатель может быть установлен с необходимой точностью (не менее чем 5°С). [c.28] Порог хладноломкости — характеристика, чувствительная к самым различным, порой невыявляемым при других испытаниях факторам. [c.29] При постоянных параметрах испытания (сечение образца, скорость деформирования) на порог хладноломкости оказьшают влияние следующие факторы а) размер зерна (чем крупнее зерно, тем выше порог хладноломкости) б) наличие второй фазы, в особенности дисперсной (приводит к повышению порога хладноломкости) в) чистота металла (ее повышение, в особенности по примесям внедрения, способствует понижению порога хладноломкости) г) образование твердых растворов замещения (как правило, оно приводит к повышению порога хладноломкости, впрочем, имеются важные исключения из этого положения - никель в сплавах железа, рений в сплавах молибдена и др.). [c.29] При исследовании влияния какого-нибудь одного структурного фактора необходимо, чтобы остальные бьши одинаковыми. Для иллюстрации влияния перечисленных структурных и концентрационных факторов приведем некоторые фактические данные. [c.29] Вернуться к основной статье