Разрушение внедрения

В ниобии и тантале технической чистоты примеси внедрения при обычном их содержании находятся в растворе, а в молибдене и вольфраме (вследствие малой растворимости) — в виде дисперсных выключений — карбидов, нитридов, оксидов, располагающихся по границам зерен или в приграничных объемах. Это способствует хрупкому разрушению, и порог хрупкости у молибдена и вольфрама резко сдвигается в область более высоких температур. [c.532]

Поскольку хрупкое разрушение связано прежде всего с наличием примесей внедрения на границах зерен, то большое значение имеет протяженность границ зерен, т. е. величина зерна. На рис. 393 приведены данные, показывающие, что с уменьшением величины зерна порог хладноломкости ниобия, молибдена, вольфрама снижается. [c.532]

При определенной глубине внедрения режущих кромок в заготовку (возрастающей с увеличением пластичности металла) у режущих кромок зарождаются трещины, быстро проникающие в толщу заготовки. Эти трещины наклонены к оси инструмента под углом 4—6° если эти трещины встречаются, то поверхность среза получается сравнительно ровной (рис. 3.39, б), состоящей из блестящего пояска, образующегося от внедрения режущих кромок до появления трещин, и наклонной шероховатой поверхности разрушения в зоне прохождения трещин. [c.104]

В доступной популярной форме изложены современные представления о механике разрушения - новом разделе механики твердого деформируемого тела, возникшем совсем недавно. Содержанием книги охвачен широкий круг вопросов, включающих в себя выяснение причин некоторых серьезных катастроф ответственных конструкций и сооружений, необходимость и своевременность построения теории распространения магистральных трещин, внедрение механики разрушения в практику расчетов сосудов давления, ядерных реакторов, роторов турбин и т.п. [c.243]

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне - уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и [c.242]

Заметим, что на упругие и пластические свойства твердых тел оказывает влияние характер сил связи. Ковалентные кристаллы (алмаз, кремний, германий) при комнатной температуре бывают жесткими и хрупкими, так как направленный характер связей препятствует сдвиговому движению, а также мешает перемещению одного атома вслед за другим, как это имеет место при движении дислокаций в решетке. Разрушение начинается прежде, чем дислокации могут обеспечить достаточно большие сдвиги, поскольку их движение затруднено ио сравнению с движением дислокаций в металлах. Ионные кристаллы гораздо более пластичны, если они совершенно чистые (обычные кристаллы могут быть и хрупкими из-за наличия внедренных в них дефектов). Электростатические силы — ненаправленные, и потому ионы могут перемещаться с места на место в той мере, в какой этому мешают их размеры. Металлы, как мы видели выше, наиболее пластичны в них возможно свободное перемещение дислокаций. [c.136]

В вопросах, связанных с объяснением процессов деформирования и процессов нарушения структурного строения, приводящих к микроразрушениям и разрушению тел на части (собственно разрушению), механика деформируемого твердого тела опирается на достижения физики твердого тела. Это прежде всего использование представлений о различных видах межатомного взаимодействия, о нарушениях регулярной структуры кристаллических тел в виде дислокаций, вакансий, внедрений и законах их движения под действием приложенных сил. [c.6]

Появление хрупкого разрушения наблюдается у металлов и сплавов с о. ц. к. решеткой и проявляется особенно заметно в присутствии примесей, образующих твердые растворы внедрения. Со-держание всего нескольких атомов углерода в а-железе на один миллион атомов железа обусловливает переход от вязкого состояния в хрупкое. Снижение зонной очисткой содержания углерода приводит к существенному увеличению пластичности железа (поперечное сужение до 90%) даже при температурах, лежащих вблизи 4,2 К. [c.430]

Взаимодействие поверхностей трения может быть механическим и молекулярным. Механическое взаимодействие выражается во взаимном внедрении и зацеплении неровностей поверхностей в совокупности с их соударением в случае скольжения грубых поверхностей. Молекулярное взаимодействие проявляется в виде адгезии и схватывания. Адгезия не только обусловливает необходимость приложения касательной силы для относительного сдвига поверхностей, но и может привести к вырывам материала. Схватывание возникает только при взаимодействии металлических материалов и отличается от адгезии более прочными связями. Оно наблюдается при разрушении масляной пленки и взаимном внедрении поверхностей. [c.83]

Рассмотрены физические явления, обусловливающие протекание процессов ползучести, релаксации напряжений и длительного разрушения, характеризуемые фазами внедрения, в первую очередь карбидов IV—V групп переходных металлов. Приведены данные о влиянии основных физических факторов — межатомного взаимодействия и структуры на сопротивление высокотемпературной ползучести. ,. [c.52]

При средних углах атаки разрушение происходит из-за одновременного действия нормальных и касательных напряжений, т. е. носит смешанный, промежуточный характер, сочетая элементы изнашивания, характерные для малых углов атаки, с динамическим внедрением абразива в поверхность материала. [c.117]

К моменту проведения исследований разрушенной лопатки IV ступени КВД в эксплуатации был введен контроль лопаток VII ступени на наличие забоин с рекомендованной периодичностью 25 5 ч. Поэтому в эксплуатацию был внедрен контроль лопаток IV ступени компрессора с той же периодичностью, с обеспечением не менее 2-кратного запаса по периоду роста трещины на возможный ее пропуск при проведении контроля (см. длительность роста трещин в табл. 11.2). [c.601]

Случаи хрупкого разрушения роторов паровых турбин, роторов турбогенераторов, сварных роторов АЭС, а также случаи обнаружения дефектов свидетельствуют о необходимости внедрения эффективных методов дефектоскопического контроля и прогнозирования остаточного ресурса роторов энергоустановок, содержащих дефекты типа трещин. [c.228]

Для графита, облученного при комнатной температуре, отжиг начинается ниже 400°С и сопровождается диффузией внедренных атомов к вакансиям и их аннигиляцией [117]. При температуре от 400 до 1000°С восстановление сопровождается образованием и разрушением групп внедренных атомов, а выше 1000°С нарушения восстанавливаются путем миграции вакансий. Дополнительные исследования показали, что только небольшая часть смеш енных атомов мигрировала к поверхности во время отжига при температурах до 400°С и что 80% смещенных атомов рекомбинировало с вакансиями [1541. [c.198]

Механические свойства не могут являться критерием выбора материалов, подвергающихся абразивному изнашиванию, так как, характеризуя способность сопротивляться внедрению в поверхность абразивных частиц (первая стадия разрушения), они не являются показателем сопротивляемости материалов разрушаться при взаимном перемещении детали и внедрившегося в поверхность абразива (вторая стадия разрушения). [c.173]

Склонность к охрупчиванию в макро- и микрообъемах металла в зоне соударения усложняет выбор материалов для работы при изнашивании в условиях удара материал должен иметь высокое сопротивление одновременно разрушению и частичному выкрашиванию и должен обладать высокой износостойкостью в условиях прямого внедрения твердых частиц в поверхность изнашивания. [c.184]

После почти десятилетнего периода поисков и исследований современные композитные материалы получили широкое распространение во многих отраслях современной техники — от космической до производства изделий массового потребления. Высокие удельные характеристики жесткости и прочности и особенности технологии переработки, позволяющие создавать материалы с заданной ориентацией свойств, выдвинули композиты на первый план среди современных конструкционных материалов. Естественно, в связи с развитием и внедрением новых конструкционных материалов возникла необходимость научиться оценивать их прочностные свойства при различных видах нагружения. Не менее важно знать, как технологические (поверхностные дефекты, нарушения адгезионной связи между слоями) и конструкционные (болтовые, заклепочные, клеевые соединения, закладные детали из других материалов) несовершенства изменяют механизм разрушения композитов. В то же время многочисленные попытки анализа и интерпретации имеющихся экспериментальных данных пока еще не привели к исчерпывающему пониманию явления разрушения в композитах. [c.34]

Рассмотренные закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения относятся к стадии до момента образования усталостной трещины. Вместе с тем в ряде случаев важным при обеспечении требуемой долговечности является эксплуатация конструкции на стадии распространения малоцикловой трещины. Названные вопросы в настоящее время интенсивно развиваются на основе подходов механики упругопластического разрушения. Переход к расчетам на стадии распространения трещин, внедрение в практику методов оценки выработки ресурса позволят выполнять контроль прочности ответственных конструкций по состоянию в эксплуатации. [c.277]

Абразивное изнашивание материала происходит в результате режущего или царапающего действия твердых тел и (или) абразивных частиц. Эти частицы попадают между контактирующими поверхностями со смазочным материалом или из воздуха, а также могут появиться Б результате развития других видов изнашивания (схватывания, выкрашивания, окисления). Абразивное изнашивание может ИлМеть место с преобладанием процессов окисления (окисление и последующее разрушение оксидных пленок) и с преобладанием механического разрушения (внедрения абразивных частиц) и разрушения поверхности. При окислительной фор.ме абразивного изнашивания коэффициент трения 0,05—0,30 и толщина разрушающегося слоя до 0,1 мм. Абразивное изнашивание является типичным для многих деталей горных, буровых, строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин, работающих в технологических средах, содержащих абразивные частицы (грунт, разбуриваемые породы и т. д.). [c.107]

Молибден, вольфрам и хром обладают высокой жаропрочностью, однако они клонны к хрупкому разрушению из-за высокой температуры порога хладноломкости, которую особенно сильно повышают примеси внедрения С, N, Н и О. После 1еформации ниже температуры рекристаллизации (1100—1300 °С) порог хладноломкости молибдена и вольфрама понижается. Ниобий и тантал в отличие от вольфрама и молибдена высоко пластичные металлы и хорошо свариваются. Следует указать, что ниобий имеет более низкий порог хладноломкости и менее чувствителен к примесям внедрения. Указанные металлы обладают высокой коррозионной стойкостью, в том числе в кислотах и щелочах. [c.312]

Обычно структура материалов типа металлов упорядочивается по элементам атом — кристалл (блок мозаики) — зерно. Дефекты в твердых телах можно разделить на две группы 1) искажения в атомно-молекулярной структуре в виде вакансий, замещения, внедрения, дислокации и т. п. 2) трещины — разрывы сплошности. Эти дефекты — локальные искажения однородности — совместно со сложностями структуры создают концентрацию напряжений. Что касается трещин, то их условно по размерам разделяют на три разновидности мельчайшие (субмикроскопические), микроскопические и макроскопические (магистральные). Вопросы взаимодействия локальных дефектов между собой и их роль в образовании субмнкроскопических и микроскопических трещин более относятся к физике твердого тела и являются одним из основных направлений физики разрушения. Не останавливаясь на детальном описании этих специальных вопросов, отметим, что в результате приложения внешних нагрузок в теле возникают дополнительные к силам межатомного взаимодействия силовые поля, приводящие в движение различные дефекты, которые, сливаясь, образуют субмикроскопические, а в последующем и микроскопические трещины. [c.182]

Взаимное внедрение и деформация поверхностей трения обусловливают напряженно-деформированное состояние поверхностных слоев. Упругопластическая деформация является основным процессом, определяющим характеристики внешнего трения. Это объясняется ее непосредственным участием в процессах контактирования и сопротивления перемоцению при трении, а также в процессах теплообразования, формирования эксплуатационного состояния поверхности, сил трения и поверхностного разрушения. [c.64]

Разрушение поверхностей трения при изнашивании может происходить в субмикроскопических масштабах, когда вместе со смазочным материалом или воздухом уносятся обломки кристаллических образований, зерен. Размер частиц продуктов износа может изменяться от неразличимых газом пылинок до нескольких миллиметров. Чистые (ювенильные) поверхности в процессе их образования при отделении частиц износа окисляются, сами частицы износа в дальнейшем дробятся, слиг1аются, прилипают и впрессовываются в сопряженные гю-верхности. Продукты износа участвуют в процессе изнашивания в качестве промежуточной среды между поверхностями трения. Взаимное внедрение неровностей поверхностей, глубинное вырывание материала, адгезия и спрессовывание продуктов износа предопределяют перенос материала с одной поверхности на другую. [c.90]

Действительно, в упорядоченном состоянии внедренные атомы С всегда имеют меньшую среднюю энергию взаимодействия с занимающими узлы атомами металлов А и В в междоузлиях какого-либо одного из двух типов и, следовательно, при упорядочении они собираются преимущественно именно на этпх междоузлиях, дополнительно понижая энергию кристалла (по сравнению с энергией неупорядоченного состояния сплава). Таким образом, в присутствии атомов С упорядоченное состояние делается более устойчивым и для его разрушения требуется более высокая температура. [c.205]

При взаимном внедрении неровностей шероховатых поверхностей многократно возникают напряжения и деформации, которые зависят от условий нагружения, сил трения, упругих и пластических свойств материалов, форм и размеров неровностей. Возникновение напряжений и деформаций, многократно повторяясь, приводит к разрушению на отдельных участках трущихся поверхностей и к отделению частиц материала. Такой процесс поверхностного разрушения рассматривается как фрикционноконтактная усталость (52, 56]. [c.96]

При обработке давлением в холодном состоянии допустимая степень деформации без разрушения составляет 70—80%. Однако широкое внедрение холодной объемной штамповки нио-биевых сплавов сдерживается из-за высокого сопротивления деформации и значительного механического наклепа. Применение горячей штамповки при температурах ниже температур заметного газонасыщения не приводит к существенному снижению сопротивления деформации. Поэтому горячая объемная штамповка — основной метод изготовления штампованных поковок ниобиевых сплавов. [c.161]

Д.ля исследования упругих характеристик поверхностей с покрытиями был применен способ, ранее использованный для определения модуля упругости электрощеточных материалов [2] и основанный на непосредственном измерении заглубления индентора в поверхность. В отличие от методов, испо.льзующих внедрение индентора при больших нагрузках в дополнительно наносимые пластичные слои, применение нагрузок не более 2Н с регистрацией глубины внедрения индентора на профилографе Г1П-201 при значительных увеличениях позволило измерить модуль нормальной упругости на тонкослойных хрупких покрытиях без их продавливанпя и разрушения. [c.153]

При хорошем качестве нанесенного ионно-плазменного покрытия и его высокой прочности соединения с основой при скрайбирова-нии наблюдается пластическая деформация покрытия и основы (см. рис. 4.19, а). Глубина внедрения индентора рассчитывается по формуле к — 0,29 Ь, где к — глубина, Ь — ширина риски в мкм Качество соединения покрытия с основой оценивается минимальной глубиной риски /1т1п1 при которой наблюдается разрушение покрытия и его отслаивание от основы (см. рис. 4.19, б). [c.75]

Величина износа и механизм изнашивания определяются структурой и свойствами изнашиваемого материала (количеством, размерами и расположением упрочняющих фаз, степенью легирования,, прочностью, пластичностью и т. д.) и параметрами газоабразивного нагрун<ения (углом атаки, скоростью ударения, физико-механическими характеристиками абразива и т. д.). Одним из важнейших параметров внешнего силового воздействия является угол атаки. Различают малые, средние углы и углы, соответствующие прямому динамическому внедрению. При малых углах атаки разрушение поверхности обусловлено действием касательных напряжений. Вместе с тем было показано, что разрушение не связано с процессами микрорезания. На это указывают данные рентгеноструктурного анализа и замеры микротвердости поверхностного слоя, свидетельствующие о незначительном наклепе [202]. [c.116]

При прямом динамическом внедрении абразивных частиц ответственными за разрушение являются прежде всего нормальные напряжения. У вязких пластичных материалов наблюдаются значительно более высокое деформационное упрочнение, локальный рост наклепа, увеличивается неоднородность микроискажений. Частицы износа отделяются лишь после того, как материал будет достаточно охруп-чен и в поверхностном наклепанном слое возникнут микротрещины. Прямое ударное воздействие абразивных частиц на твердые материалы обусловливает возникновение высоких нормальных напряжений,, активное зарождение и развитие микротрещин, интенсивное разрушение. Причем изнашивание с отделением частиц происходит без пластической деформации сразу же после первых ударов абразива т. е. отсутствует предразрушающая фаза наклепа, характерная д.чя пластичных материалов. [c.117]

Экстремум на диаграмме конструктивной прочности был обнаружен также и при изотермическом превращении аустенита в интервале температур 250—450°С (рис. 8.17). Наибольшие значец]в .цяз-кости разрушения стали со структурой бейнита соответствуют температуре распада переохлажденного аустенита, равной 350°С. Снижение температуры распада до 250°С ведет к росту предела текучести и уменьшению значений вязкости разрушения. Это связано главным образом с увеличением содержания углерода в а-фазе и увеличением степени блокировки дислокаций внедренными атомами углерода. Уменьшение пластичности ферритной матрицы затрудняет протекание релаксационных процессов в вершине трещины и увеличивает скорость ее распространения, снижая тем самым сопротивление стали хрупкому разрушению. Сложный характер диаграммы конструктивной прочности объясняется не только влиянием структурных изменений в бейните при варьировании температурой распада аустенита, но и сменой морфологии бейнита, т. е. переходом от нижнего бейнита к верхнему. При температурах образова- [c.149]

В настоящее время нет единой точки зрения о приоритете того или другого механизма в процессе коррозионного растрескивания. Выводы о ведущей роли одного из процессов в вершине трещины в большинстве работ носят, как правило, альтернативный характер. Обосновывая ведущую роль одного из механизмов, авторы не обсуждают или отвергают возможность разрушения при коррозионном растрескивании по любому другому механизму. Так, Дж. Скалли [60] даже вводит новое понятие— водородное растрескивание, относящееся к сплавам, которые разрушаются под напряжецием в коррозионной среде вследствие внедрения атомов водорода в кристаллическую решетку. До недавнего времени для выяснения механизма коррозионного растрескивания считалось достаточным изучить влияние поляризации при одних и тех же условиях нагружения на скорость разрушения. Если анодная поляризация, активирующая растворение у вершины трещины, приводит к уменьшению времени до разрушения, а катодная поляризация, наоборот, снижает скорость роста коррозионной трещинь), значит, коррозионное растрескивание протекает в основном по механизму локального анодного растворения. Если же катодная поляризация ускоряет разрушение, а анодная, наоборот, его задерживает или замедляет, ведущим процессом при коррозионном растрескивании является проникновение водорода в кристаллическую решетку и связанное с этим охрупчивание металла в вершине трещины. [c.58]

Для определения работоспособности титановых сплавов при многоцикловом нагружении необходимо знать их усталостную прочность. При этом следует иметь в виду, что в литературе по усталостным свойствм титановых сплавов имеется много противоречивых сведений. Это, по-видимому, является результатом не только недостаточной изученности этих свойств, но и их своеобразием. Так, уже сейчас ясно, что точные данные по усталостному поведению титановых сплавов во многих случаях можно выяснить лишь на основании статистической обработки первичных данных, так как при усталостных испытаниях наблюдается повышенный разброс данных. Очень важен статистический подход при определении надежной работы крупных деталей машин при многоцикловом нагружении. Уникальное явление усталости титана —его чувствительность к состоянию поверхности. В частности, в последнее время выяснили, что при числе циклов до 10 трещины зарождаются в самом поверхностном слое, состояние которого полностью определяет уровень предела выносливости. При числе нагружений более 10 разрушение носит подповерхностный (подкорковый) характер, хотя типичное усталостное разрушение наблюдается при числе циклов нагружения по крайней мере до 10 ° [91]. Пренебрежение к финишным поверхностным обработкам титановых деталей, работающих на усталость, явилось причиной снижения их долговечности на начальном этапе внедрения титана в технике. [c.137]

В карамических материалах в результате нарушений структуры происходят различные изменения свойств. Внедрение атомов в междоузлия решетки приводит к распуханию, которое может развиваться и вызывать разрушение материала. Дефекты структуры понижают теплопроводность керамики. Термические пики, особенно образующиеся в конце пути пробега частицы, представляют собой локализованные области высоких температур. Быстрый нагрев и охлаждение в этих областях могут усилить диффузию и привести к образованию метастабильных фаз. [c.142]

В механизме ударно-абразивного изнашивания проявляется малоциклов я усталость микрообъемов металла, вызванная повторным приложением динамической нагрузки при упругом и упругопластическом контактах. В основе механизма ударно-абразивного изнашивания лежат прямое динамическое внедрение в металл твердой частицы и связанная с ним деформация, завершающаяся разрушением микрообъемов металла и образованием частиц износа. Твердая частица, внедряясь в поверхность изнашивания, стремится сдвинуть металл перемычек путем повторного деформирования или хрупкого выкрашивания в зависимости от его твердости. В таких условиях взаимодействия твердой частицы с по- [c.32]

Правомерность такого описания механизма ударноабразивного изнашивания подтверждается линейной зависимостью износостойкости стали от сопротивления срезу (отрыву) в хрупкой и вязкой областях разрушения. При снижении энергии удара сдвиговые процессы в зоне контакта, обусловливающие образование частиц износа, постепенно затухают. При определенном внешнем силовом воздействии на поверхность контакта внедрение твердой частицы аналогично действию индентора при соответствующих методах определения твердости. В этом случае абразивное действие твердой частицы ограничено поверхностью образуемой ею лунки, а сдвиговые процессы металла перемычек сведены к минимуму. [c.33]

Период приработки характеризуется нарастанием скорости изнашивания во времени. Здесь зарождаются первоначальные очаги разрушения и происходит качественное изменение на поверхности изнашивания. По мере увеличения частоты ударов образца о слой абразива на его поверхности начинает формироваться специфический рельеф, представляющ1Й собой сочетание лунок и выступов. Такой рельеф первоначально появляется только на отдельных участках — в зонах наиболее благоприятного сочетания условий для внедрения зерен абразива. [c.42]

Достаточно плотная связка монолитного абразива препятствует полному внедрению отдельных более твердых зерен в поверхность соударения. В то же время твердые зерна монолитного абразива, окруженные связкой, при каждом очередном соударении постепенно разрушаются, дробясь на более мелкие осколки. При дроблении часть объема твердого зерна остается в своем гнезде , другая часть может падать на приработанную поверхность абразива, подвергаясь при очередном соударении дальнейшему дроблению, поражая при этом поверхность изнашивания и образуя на ней лунки. В результате многократного соударения поверхности изнашивания с монолитным абразивом в зоне контакта образуется сравнительно ровная поверхность, на которой постепенно формируется слой из раздробленных абразивных частиц. Если очистка зоны соударения неудовлетворительная, то абразивные частицы этого слоя подвергаются полному дроблению, а толщина слоя может увеличиваться в результате действия новой порции разрушаемого абразива при каждом очередном соударении. При повторных многократных соударениях этот слой может уплотниться настолько, что приобретет роль третьего тела. При хорошей очистке зоны контакта с поверхностью изнашивания при каждом очередном соударении взаимодействуют новые слои монолитного абразива, разрушение которых сопровождается ударноабразивным изнашиванием. [c.73]

При гидроабразивном изнашивании разрушение тонких слоев пластичных металлов происходит одновременно по двум схемам постоянного во времени отделения очень малых частиц металла, соизмеримых с глубиной внедрения абразивных частиц и в изнашиваемую поверхность (царапина, передеформирование), и периодического отделения более значительных по толщине микрослоев металла в пределах наиболее наклепанного слоя (малоцикловая усталость) [51], [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...