Диффузионная ползучесть

Часто этот механизм называют диффузионной ползучестью, для которой характерна совокупность различных механизмов, рассматриваемых в следующем разделе этой главы. [c.156]

Рассмотренная выше модель зернограничного проскальзывания опирается на реально установленные факты, например существование зернограничных дислокаций и ступенек. Однако это не единственная модель зернограничного проскальзывания. В других моделях зернограничное проскальзывание связывается с процессами переползания дислокаций в приграничной области и развитием диффузионной ползучести. [c.178]

Это выражение получено в предположении, что поток вакансий проходит через зерно. В ряде случаев основной вклад в деформацию может дать диффузионный поток вдоль границ зерен. Согласно модели диффузионной ползучести Кобле скорость деформации [c.180]

В общем случае, когда диффузионная ползучесть может осуществляться как вдоль границ, так и по телу зерен [c.181]

Пластическое течение в условиях повышенных температур и малых скоростей в соответствии с существующими представлениями, рассмотренными в гл. III и IX, может включать в себя в общем случае следующие механизмы дислокационные — скольжение и переползание, диффузионный направленный массоперенос (диффузионную ползучесть) и скольжение соседних зерен друг относительно друга (зернограничное скольжение). [c.563]

Механизмом диффузионной ползучести нельзя объ- [c.563]

Скорость деформации ед.п, основанная на классической модели диффузионной ползучести с учетом данных Набарро —Херринга, выражается так [c.564]

Однако скорость деформации, рассчитанная на основании теории диффузионной ползучести, оказывается для очень многих случаев на один —два порядка меньше, чем наблюдаемая экспериментально. [c.564]

Наконец, диффузионная ползучесть не в состоянии объяснить текстурные изменения. [c.564]

Переход зерен из начального в конечное положение включает в себя процессы а) ЗГС — зерна передвигаются сдвигом друг относительно друга в плоскости границы. Этот сдвиг значительно больше, чем в модели диффузионной ползучести б) диффузионный перенос по нормали к границе объемной и граничной диффузией. Пути диффузии, как видно из схемы на рис. 297, г, невелики (примерно 0,3d), а смещаемый объем составляет примерно 25% объема зерна в) изменение величины поверхности зерна — площадь межзеренных границ увеличивается при переходе в промежуточное состояние. [c.567]

Это и обеспечивает увеличение скорости течения примерно на порядок по сравнению с равномерным течением по механизму диффузионной ползучести. [c.567]

При очень малых напряжениях ( JG < 10 ) движение дислокаций или прекращается, или становится столь медленным, что им можно пренебречь. В этом случае ползучесть продолжается за счет диффузионных потоков атомов (или ионов), которые движутся в объеме металла или по границам зерен из сжатых областей кристаллической решетки в растянутые (рис. 1.13). Такие потоки приводят к деформации при условии проскальзывания по границам зерен [35, 42—44]. Модели, описывающие диффузионную ползучесть [42—44], предполагают, что скорость деформации определяется суммарной скоростью диффузии (зернограничной и решеточной). При введении эффективного коэффициента диффузии получают следующее выражение для скорости деформации [c.25]

При любом напряжении в металле происходит направленное перемещение атомов, приводящее к остаточной деформации. С повышением температуры все больший вклад в суммарную пластическую деформацию вносит диффузионная ползучесть, т. е. ползучесть, вызванная направленной диффузией в поле механических напряжений. Скорость диффузионных процессов с повышением температуры возрастает по экспоненциальному закону. [c.74]

Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи — хром, молибден, титан, ниобий — связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения,— углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы. [c.83]

Выполним опыты на релаксацию напряжений (см. рис.4.4). При проведении опытов мгновенно задаются напряжения Оо>От. Захваты испытательной машины быстро фиксируются и деформация металла поддерживается постоянной. Вслед за этим регистрируется изменение напряжений во времени o(i), которые уменьшаются и при /—а /) От. При очень больших временах t напряжения а могут опускаться несколько ниже От за счет медленно протекающих процессов диффузионной ползучести, которые в данном разделе рассматривать не будем. [c.158]

Рис. 5.14. Схема к объяснению диффузионной ползучести

Усовершенствована модель диффузионной ползучести путем использования представлений о миграции пор и атомов вдоль границ зерен или фаз (так называемой ползучести Кобла ) [c.243]

Медленное удлинение образца под воздействием приложенных напряжений возможно не только путем скольжения в соответствии с дислокационным механизмом, но и путем направленной диффузии. При этом приложенное напряжение производит определенную работу [360, 361]). Согласно Херрингу, диффузионная ползучесть может идти со значительной скоростью, если границы зерен (или свободная поверхность) являются источником вакансий, а перенос вещества осуществляется через объем зерна. [c.384]

Следует иметь в виду, что да ке при не очень высоких температурах механизм скольжения может смениться механизмом диффузионной ползучести в условиях очень длительного воздействия нагрузки, например 100000 ч для элементов реакторов. Показано [404], что диффузионная ползучесть в зависимости от экспериментальных условий может контролироваться объемной или зернограничной диффузией. Условие превалирующей роли диффузии по границам зерен выражается соотношением [c.385]

Так как поликристалл состоит из множества зерен, го при диффузионной ползучести изменение формы отдельных зерен должно быть согласованным. Диффузионная ползучесть в поликристаллнческом материале может привести к зернограничному проскальзыванию, которое в этом случае выступает как аккомодационный процесс. Диффузионная ползучесть и зернограничное проскальзывание могут быть взаимосвязанными процессами при развитии диффузионной ползучести зернограничное проскальзывание можно рассматривать как аккомодационный процесс и, наоборот, при развитии зернограничного проскальзывания диффузионную ползучесть как аккомодационный процесс. В случае, когда скорость пластической деформации ограничивается скоростью диффузионной ползучести, скорость деформации определяется выражением (101). Но она может быть меньше этой величины, поскольку границы зерен могут перестать играть роль совершенных источников и стоков вакансий. Сочетание диффузионной ползучести и зернограничного проскальзывания представляет собой такой механизм деформации, который в принципе может обеспечить достаточно большую деформацию без разрушения. [c.181]

Эти данные дают основание считать, что в оптимальных условижс сверхпластического течения (интервал II) основной вклад в суммарную деформацию вносит ЗГС, согласованное с диффузионной аккомодацией. При меньших скоростях деформации (интервал I) возрастает роль диффузионной ползучести, при больших скоростях (интервал ///) — дислокационная ползучесть. [c.568]

Основная неизвестная величина при анализе ползучести обычных иоликристаллических материалов, даже в случае одной и той же среды,— взаимодействие между транскристаллнтной, или дислокационной, ползучестью и такими ее формами, связанными с границами зерен, как проскальзывание по граница.м и диффузионная ползучесть. Такое взаимодействие, предполагающее наличие процессов взаимной аккомодации [170, 171], должно, конечно же, зависеть от размеров зерна. Неудивительно поэтому, что одним из основных наблюдений, связанных с коррозионной ползучестью и разрушением, является обусловленный размером зерна переход между поведением I и II типов. Для ясности обратимся вновь к табл. 5. В одном и том же сплаве по мере уменьшения размера зерна упрочнение поверхностей зерен может все в большей степени компенсироваться ослаблением выходящих на поверхность граней. При этом межкристаллитный тип ползучести (проскальзывание по границам зерен) становится доминирующим, т. е. зер-иогранпчные эффекты по-прежнему важны. Кроме того, как уже обсуждалось, окисление, или проникновение воздуха вдоль границ, может усилить скольжение по границам зерен за счет, например, уменьшения сил связи [29, 30, 35]. Первое предположение вполне разумно и подтверждается в случае однофазных систем [170]. [c.39]

Диффузионная ползучесть не может быть обнару-лсена по каким-либо следам металлографически, так как она является следствием перемещения отдельных атомов. Диффузионный механизм пластической деформации при ползучести может быть преимущественным при температурах выше 0,57пл- Вклад его в общую деформацию будет относительно тем больше, чем ниже напряжение. [c.75]

Теория диффузионной ползучести (ползучести Набарро-Хер ринга). Эту теорию использовали для объяснения явления СИД Эвери и Бэкофен. Суть диффузионной ползучести состоит в том, что если к образцу приложены внешние напряжения о (рис. 5.14), то в местах их приложения возникает повышенная концентрация вакансий ввиду того, что работа их образования уменьшается на [c.242]

Параметры ползучести наноматериалов могут отличаться от таковых для обычных крупнозернистых объектов. Если уровень напряжений не очень велик (не превосходит предел текучести) и ползучесть имеет диффузионный характер, то скорость ползучести будет обратно пропорциональна размеру зерна во второй и даже в третьей степени (известные соотношения Набарро —Херринга и Кобла г 1/U- и s l/V ). Если имеет место дислокационная ползучесть, то скорость ползучести должна снижаться с уменьшением размера зерна, как это описывалось ранее для комнатных температур. При диффузионной ползучести имеет место линейная зависимость от напряжения, а при дислокационной — степенная. Однако в чистом виде диффузионная и дислокационная ползучесть применительно к наноматериалам реализуются редко, поскольку практически во всех случаях нужно считаться с протекающей при высоких температурах рекристаллизацией, т.е. с ростом размера зерна. Так, в опытах по ползучести TIO2 при температуре 600 и 800 °С (напряжение 40 — 50 МПа, продолжительность опыта 7—10 ч) наблюдалось увеличение начального размера зерна от 40 до 120 и 1000 нм соответственно, зависимость скорости деформации от напряжения была степенной, а показатель степени для L оказался равным 1,5 [5]. Таким образом, интенсивная [c.93]

При таких высоких температурах эксплуатации определяющую роль в разрушении играет не дислокационная структура, а диффузионные процессы, имеющие даже при небольших напряжениях направленный характер и способствующие развитию диффузионной ползучести. Так как диффузионные процессы легче всего протекают по границам зерен, имеющих повышенное количество дефектов строения, то кроме химического состава на жаропрочность существенное влияние оказьгеает структура металла. Обьи-но добиваются получения легированного твердого раствора с вкраплениями по границам зерен или внутри них дисперсных карбидных или интерметал-лидных фаз. Более крупное зерно способствует повышению жаропрочности, хотя при этом снижается пластичность. Чрезвычайно важный фактор стабильность структуры, так как перемещение атомов ведет к увеличению ползучести. [c.175]

При высоких температурах ( 1300°С) деформационные процессы в большей степени реализуются по границам зерен посредством межзеренного скольжения и диффузионной ползучести, а разрушение имеет межкрйстал-литный характер. Поэтому устранение (или значительное уменьшение протяженности) в процессе направленной кристаллизации поперечных границ зерен (являющихся очагами зарождения трещин) за счет образования столбчатой или монокристаллической структуры делает возможным одновременное повышение длительной прочности, пластичности и сопротивления теп-лосменам высокотемпературных жаропрочных сплавов. [c.360]

В работе [33] оценен вклад диффузионной ползучести в механизм релаксации напряжений при трансформационной деформации. Термоциклирование производили по интенсивным режимам, и общая длительность цикла составляла 30 сек. Оказалось, что для достижения установленной в опыте скорости деформации необходимо увеличение коэффициента самодиффузии на три-четыре порядка. М. X. Шоршо-ров и А. С. Тихонов [257] предполагают, что подобное ускорение самодиффузии при сверхпластичности возможно вследствие резкого увеличения концентрации вакансий на межфазных поверхностях при температурах, близких к эвтектической. Основанием для этого служит обнаруженное авторами значительное ускорение ди( узии в интервале температур сверхпластичности, которое можно объяснить тысячекратным увеличением истинной концентрации вакансий по сравнению с равновесной. Однако, насколько это можно распространить на полиморфные превращения железа, неизвестно. Клинард и Шерби [2851 изучали диффузию в интервале критических температур железа и обнаружили ускорение диффузии под влиянием полиморфного превращения в несколько раз, что недостаточно для приближения расчетных данных к опытным. Отметим, кстати, что повышение пластичности под влиянием термо-циклирования может быть связано с накоплением микропор [336]. [c.75]

Попзучесть Изменение структуры при ползучести Диффузионная ползучесть 0 Диффузия и жаропрочность Структура и жаропрочность ф Разрушение при высоких температурах [c.379]

По-видимому, диффузионная ползучесть должна наблюдаться при низких напряжениях и достаточно высоких температурах. Для чистого никеля была сделана оценка величины напряжения, при которой меняется механизм деформации. Величина критического напряжения оказалась равной 1 MujM (0,10 кГ ммР-), что хорошо согласуется с опытом [356]. [c.385]

Теория диффузионной ползучести, в основе которой лежит модель вязкого течения, была развита в работе Пинеса [177] и проверялась на порошковых материалах. [c.385]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...