ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Слоистые металлические композиционные материалы из "Тепловая микроскопия материалов " Из всего многообразия применяемых в данное время композиционных материалов системы металл—металл или металл—неорганическое вещество в зависимости от формы поверхности раздела могут быть выделены две основные группы I — материалы матричного типа, состоящие из различным образом расположенных упрочняющих частиц или армирующих элементов, соединенных связующим веществом, и II — материалы слоистого типа, к которым следует отнести биметаллы, а также различного рода многослойные металлические материалы (рис. 114). Предлагаемая схема охватывает лишь некоторые основные типы композиционных материалов. Необходимо отметить, что для создания рациональных композиций материалов как первой, так и второй групп очень важно изучить процессы взаимодействия компонентов. Эта взаимодействие может быть как физико-меха-ническим (возникающим в процессе совместного деформирования), так и химическим (образующимся в результате протекания диффузионных процессов). Следует различать первичное взаимодействие между компонентами, развивающееся на поверхностях раздела при изготовлении материала, и вторичное взаимодействие составляющих, возникающее в условиях службы материала при различных режимах теплового и механического нагружения. [c.199] Вид излома определяется величиной амплитуды напряжения. Так, в образцах, испытанных по режиму II, наблюдается хрупко-вязкий излом (рис. 156, б) это связано с повышенной скоростью движения дислокаций. Кроме того, цепочки карбидов, расположенные в приграничной зоне зерен, обусловливают возникновение хрупкой составляющей в изломе. Это подтверждается результатами электронномикроскопического исследования зоны разрушения на просвет (рис. 156, а). Уменьшение амплитуды напряжения приводит к перемещению карбидов в приграничные зоны, что в свою очередь вызывает хрупкий излом (рис. 156, в). [c.201] При испытании по режиму III в зоне разрушения на участках хрупкого излома наряду с ручьистым узором наблюдаются так называемые язычки ,, ориентированные в определенном кристаллографическом направлении (рис. 156, г). Появление язычков совпадает с появлением в изломе вязкой составляющей. Микрофрактограммы ручьистого излома в стали Х18Н10Т характеризуются большой изрезанностью рельефа, отсутствием магистральных трещин большой протяженности, а сам ручьистый узор приобретает извилистый характер. [c.201] Исследование распределения углерода на микроанализаторе MS-46 показало, что уменьшение амплитуды напряжения при малоцикловом нагружении приводит к укрупнению частиц углерода и переходу их в приграничные зоны зерен (рис. 157, а-—в). При дальнейшем уменьшении амилитуды нагружения карбидные частицы дробятся и появляются частицы правильной геометрической формы малых размеров, образующие длинные, по-разному ориентированные цепочки карбидов (рис. 157, г). [c.201] Амплитуда напряжения при растяжении-сжатии при 650° С существенным образом влияет на форму, размер и распределение карбидных частиц в стали Х18Н10Т. Основные структурные изменения, связанные с различием в амплитуде напряжения, состоят в образовании карбидов, выпадающих из твердого раствора и располагающихся главным образом по границам зерен. Эти выделения хорошо видны на микрофотографии, показанной на рис. 156, а. В зависимости от времени выдержки при 650° С нестабильные карбидные частицы приобретают правильную форму. [c.202] Надежность работы стали в условиях повышенных температур и сложного напряженного состояния определяется прежде всего вероятностью хрупкого разрушения. Поэтому важно изучить связь характеристик сопротивления хрупкому разрушению со структурой и составом стали. [c.203] В описываемой ниже работе [108] исследовали структуру, распределение примесей, величину микроискажений решетки матрицы, приводяш,их к разрушению стали Х18Н10Т в области рабочих температур при циклическом нагружении. Полые цилиндрические образцы диаметром 20 мм и с толщиной стенки 1,5 мм испытывали на малоцикловую усталость при 650° С в вакууме 10 мм рт. ст. знакопеременным нагружением по схеме растяжение — сжатие при симметричной форме цикла. Режимы нагружения I — Оа = = 34,4 кгс/мм и Л р = 6 циклов П — = 28,3 кгс/мм м = 275 циклов III — Оа = 24,0 кгс/мм и Л р = 3286 циклов. [c.203] При исследовании стали 0Х18Н10Ш, состаренной при 650° С в течение 1000 ч, обнаружено, что предварительное деформирование образцов сжатием на 6,8% (рис. 154, е) приводит к выделению карбида ros g по границам зерен в больших количествах, чем это наблюдалось в образцах, деформированных на 0,2% (рис. 154, д). [c.204] Необходимо отметить, что изотермическая выдержка образцов стали Х18Н10Т при 650° С в течение 1000 ч способствует образованию карбидов не только по границам зерен, но и в самих зернах, в то время как в стали 0Х18Н10Ш в аналогичных условиях испытания карбиды появляются в основном в приграничных областях. Это может существенно сказаться на механических свойствах исследованных сталей в процессе эксплуатации. [c.204] Таким образом, проведенное исследование показало, что наиболее чувствительными характеристиками к изменению структурного состояния изученных сталей в процессе деформационного старения являются уровень микроискажений кристаллической решетки матрицы и геометрические параметры выделившихся частиц второй фазы. Влияние предварительной холодной пластической деформации растяжением в исследованных режимах на механизм деформационного старения стали 0Х18Н10Ш обнаруживается в появлении двух стадий процесса, связанных с сегрегацией углерода и азота на дислокациях (в течение первого часа изотермической выдержки) и образованием частиц второй фазы (при выдержке до 3 ч). Дальнейшее старение до 1000 ч приводит к коагуляции и перераспределению дисперсных частиц уровень стабилизации структурного состояния материала при этом существенно не меняется. [c.204] Изменение степени и скорости деформирования растяжением и сжатием существенно влияет на дислокационную структуру и характер карбидных выделений, определяющих механизм деформационного старения сталей Х18Н10Т и ОХ 18Н10Ш при, повышенной температуре. При этом механизм протекания деформационного старения указанных сталей в зависимости от степени предварительной деформации при растяжении и сжатии характеризуется различными микроструктурными особенностями. [c.204] Достижение критической плотности дислокаций в стали после деформационного старения требует меньшей дополнительной деформации, чем в отожженном состоянии. [c.206] С помощью световой микроскопии в стали Х18Н10Т, состаренной в течение 1 ч при 650° С, обнаружены выделения карбидов (рис. 151), тогда как в стали 0Х18Н10Ш заметных выделений карбидов не наблюдается. Следует отметить, что с увеличением степени деформации до 5% величина, форма и распределение карбидов существенно отличаются от наблюдаемых при деформации на 1 %. [c.207] Данные рентгеноспектрального микроанализа (рис. 152) образца стали Х18Н10Т при деформации на 5% и последующего старения при 650° С в течение 1000 ч показывают, что распределение углерода соответствует форме и размерам карбидных частиц, обнаруженных световой микроскопией. [c.207] При высоких же температурах, когда образуются промежуточные выделения, высокая плотность дислокаций создает дополнительные возможности для выделения частиц второй фазы, и скорость образования промежуточных выдет лений повышается. [c.210] Результаты измерения микротвердости в процессе старения при 650° С деформированной стали 0Х18Н10Ш, приведенные выше, показали, что с увеличением скорости деформации процессы старения в материале ускоряются. [c.210] Вернуться к основной статье