ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура и жаропрочность из "Строение и свойства металлических сплавов " Структура металла играет существенную роль как при учете дислокационного механизма ползучести,. так и при учете диффузионных процессов. При этом возможна ситуация, когда изменение структуры, выгодное с точки зрения дислокационного механизма, может оказаться не выгодным с точки зрения развития или торможения диффузионных процессов. [c.393] Скорость ползучести зависит от многих структурных параметров. Известна выдающаяся роль частиц второй фазы. Коротко рассмотрим некоторые структурные аспекты жаропрочности. [c.393] Увеличение количества упрочняющей фазы и образование развитой сети поверхностей раздела до определенной степени замедляет ползучесть. При этом, как отмечалось, сложным образом меняется скорость диффузии. Роль частиц второй фазы (их дисперсности, количества и когерентности) как барьеров для движения дислокаций рассмотрена ранее (см. гл. VHI). [c.393] Высокое сопротивление ползучести следует ол идать при наличии когерентной связи между матрицей и второй фазой. В этом случае, с одной стороны, нужны большие усилия, чтобы протащить дислокацию через поверхность раздела, а с другой — такая граница в диффузионном отношении менее проницаема, чем некогерентная. При когерентной связи частицы растут медленно. [c.393] Когерентная связь особенно устойчива при малой упругой деформации. Скорость роста частиц зависит от поверхностной энергии и коэффициента диффузии на границах фаз. В никелевых сплавах упрочняющая фаза Ы1з(А1, Ti) или у изоморфна матрице, когерентно с ней связана, а периоды их решеток различаются всего на Избыточная энергия на границе не велика и структура отличается большой стабильностью. В более простом никелевом сплаве (нимоник) упрочняющая фаза у также связана когерентно с матрицей, но во втором случае разница в параметрах решетки обеих фаз больше и структура сплава менее стабильна. [c.393] В работе [368] при исследовании аустенитных сталей показано, что стабильность свойств сплава в условиях длительной эксплуатации при высоких температурах определяется главным образом скоростью коагуляции упрочняющей фазы. При этом отмечено, что скорость коагуляции фазы Лавеса (типа FesW) в этих сталях меньше, чем скорость коагуляции фазы К1з(Т1, А1), соответственно меньше и скорость ползучести стали, упрочненной фазой FeaW [387]. [c.393] Интерметаллидная фаза имеет упорядоченную структуру. Как известно (Коттрелл), в таких структурах дислокации расщепляются на две частичные (экспериментально показано для NisAl) [405]. [c.395] Это показывает, что основной замедляющий эффект связан главным образом с переходом дислокаций через фазовую границу матрица — упрочняющая фаза. Ход температурной зависимости напряжения течения по расчету и из опыта показан а рис. 184. [c.395] Очевидно, высокая жаропрочность никелевых сплавов (Т раб/7 пл 0,7) в значительной степени связана с весьма удачным сочетанием структур матрицы и упрочняющей фазы. [c.395] Большая стабильность при высоких температурах, как известно, отличает также гетерофазные сплавы, полученные внутренним окислением (типа САП, TD Ni). В этом случае устойчивость структуры связана главным образом с малой скоростью диффузии вследствие плохой растворимости окислов в матрице. [c.396] Роль второй фазы зависит также от состояния кристаллической среды (матрицы), в которой находится эта фаза. Легирование оказывает двоякое влияние на твердый раствор оно непосредственно изменяет его свойства и в то же время косвенно изменяет его структуру, например, за счет изменения энергии дефектов упаковки. [c.396] В работе [370] показано, что легирование твердого раствора на основе никеля титаном и хромом приводит к увеличению прочности межатомной связи. В согласии с этим возрастало время до разрушения при высоких температурах. В ряде исследований отмечалось, что при очень высоких температурах или большой длительности нагружения влияние легирования ослабевает (Корнилов, Шиняев) [365]. [c.396] Введение легирующих элементов оказывает влияние на структуру матрицы, а поскольку оно изменяет величину энергии дефекта упаковки у, то и на высокотемпературную ползучесть. Неучет у приводит к несоблюдению- для некоторых металлов соотношения Виртмана [372]. [c.396] Результаты показали, что скорость ползучести на линейной стадии возрастает в соответствии с теорией Виртмана пропорционально коэффициенту диффузии (при увеличении D в 10 раз Е увеличивается во столько же раз). При постоянных значениях D и ojE скорость ползучести уменьшается с уменьшением у. [c.397] Независимо от выбранной модели высокотемпературной ползучести влияние у можно объяснить малой скоростью динамического возврата (затруднены процессы переползания и поперечного скольжения) при низком значении у, что и обусловливает небольшую скорость ползучести. [c.397] Ранее (см. гл. VIII) указывалось, что карбиды ниобия к титана, выделяющиеся при старении аустенитной нержавеющей стали, связываются с дефектами упаковки. Это объясняет малую скорость коагуляции частиц и большую стабильность структуры. [c.397] Одна из причин, по которой сплавы на основе у-железа более жаропрочны, чем на основе а-железа (Граб/Т пл 0,6 и 0,5-соответственно), состоит в том, что в аустенитных сплавах у меньше, чем в ферритных. Другая причина заключается, по-видимому, в том, что диффузия в решетке у-железа протекает значительно (на 2—3 порядка) медленнее, чем в решетке а-железа. [c.397] Вернуться к основной статье