Скольжение по границам зерен

Путь разрушения при длительном воздействии высокой температуры и нагрузок (испытания на ползучесть) проходит вдоль границ зерен, а не по телу кристаллитов. Такое разрушение вызвано не наличием примесей или пленок хрупких соединений на границах зерен (так как оно характерно не только для технических сплавов, но и для чистых металлов), а процессом, который характерен только для малых скоростей деформации при высоких температурах (см. гл. XVI), т. е. скольжением по границам зерен. Как было отмечено (ск. гл V), зернограничная деформация не может быть значительной, [c.434]

В результате интенсивного скольжения по границам зерен наблюдается смещение зерен, которое проходит в тесной взаимосвязи с деформацией соседних зерен. Скольжение по границам зерен вызывает резкую локализацию деформации в соседних зернах, что может явиться причиной развития микротрещин (рис. 15). Процесс локализации деформации при повышении ее степени приводит, как правило, к лавинному скольжению. При растяжений направление лавинного скольжения совпадает с направлением действия максимальных касательных напряжений. Поэтому в общей картине распределения деформаций по микроучасткам с увеличением степени деформации не обязательно получают развитие максимальные пики деформации. С ростом деформации может происходить перераспределение интенсивности деформации в различных участках, приводящее к тому, что деформация на участках с малой высотой пиков начинает опережать деформацию на участках с большой высотой пиков (закон постоянства очагов деформации сохраняется). При небла- [c.25]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) подтверждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом. В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практически не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации па воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

Даже после рассмотренных систематических исследований многие вопросы остаются открытыми. Воздушная среда имеет тенденцию усиливать скольжение по границам зерен, но природа реакций с газовой фазой на этих границах и механизм усиления скольжения неизвестны. Точно так же механизм упрочняющего влияния поверхностной оксидной пленки и ее профиль по глубине еще требуют модельного описания в терминах толщин оксида я металла, компактности и адгезии оксида. Кроме того, если полагать, что само физическое присутствие окалины может вызывать упрочнение поверхностных зерен, то следует изучить состояние напряжения дальнего порядка, вызванного в подложке ростом пленки оксида или индуцированного термически, а также исследовать влияние этих напряжений на ползучесть и разрушение (см. табл. 5). Если рассматривать идеальный случай, когда напряжение сдвига на границе сплав/оксид передается сплаву как нормальное сжимающее или растягивающее напряжение, то элементарная механика предсказывает обратную зависимость скорости ползучести от диаметра образца. Этот эффект напряжения оксида также может либо складываться, либо конкурировать с другими поверхностными эффектами. [c.40]

Следует отметить, что согласно наблюдениям сильные окислительные среды, такие как воздух [55] и чистый кислород [32], усиливают внутреннюю кавитацию в образцах при испытаниях на ползучесть по сравнению со случаем менее окислительных сред. Является ли это результатом усиления скольжения по границам зерен в окислительных средах, можно установить только путем прямого сравнения характеристик скольжения в разных средах. [c.43]

Скольжение по границам зерен [c.81]

Сопротивление ползучести сталей связано с другими механическими свойствами и обусловлено сложным взаимодействием компонентов микроструктуры. Карбиды, нитриды и карбонитриды способствуют дисперсионному упрочнению и препятствуют скольжению по границам зерен. Если содержание углерода и азота уменьшается, число карбидов и нитридов также уменьшается, следовательно, пределы ползучести и прочности будут уменьшаться [c.161]

Пластическая деформация кристаллических материалов происходит одним или несколькими из следующих четырех путей (1) скольжением, (2) двойникованием, (3) скольжением по границам зерен и (4) диффузионной ползучестью. [c.33]

Скольжение по границам зерен и диффузионная ползучесть [c.42]

При высоких температурах и малых скоростях деформации происходит скольжение по границам зерен поликристаллических материалов. В испытаниях на ползучесть чистых металлов при малых деформациях почти 30% полной деформации могут быть следствием скольжения по границам зерен. [c.42]

Выделение из пересыщенного твердого раствора, подобное непрерывному выделению, за исключением того, что выделяемые частицы формируются на предпочтительных участках, например, вдоль плоскостей скольжения, по границам зерен или на некогерентных границах двойников. [c.994]

Для явления ползучести свойственна отчетливо выраженная тенденция с увеличением длительности пребывания металла в области повышенных температур вследствие постепенного ослабления границ зерен происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому . Это явление получило название охрупчивание материала . Природа такого хрупкого разрушения совершенно иная, чем в кратковременных испытаниях. Траектория распространения треп] ины при длительном воздействии повышенной температуры проходит вдоль границ зерен (рис. 2.44). Такой механизм разрушения вызывается (не всегда) наличием примесей или выделений хрупкой фазы по границам зерен, как это свойственно материалам в области климатических температур, а также скольжением по границам зерен и/или зарождением и ростом микропор и трещин при повышенных и высоких температурах. Подробно развитие явления ползучести и возможность его диагностирования в металлах рассмотрены в п. 5.11. [c.68]

Диффузионная ползучесть, скольжение по границам зерен и сверхпластичность [c.217]

При высокой температуре и низких напряжениях деформация мелкозернистых" материалов происходит путем взаимосогласованного скольжения по границам зерен и переноса вещества. В зависимости от того механизма, который обеспечивает большую деформацию, можно говорить о диффузионной ползучести или о скольжении по границам зерен, но в действительности они всегда неразделимы. [c.217]

Рис. 7.1. Соотношение между скольжением по границам зерен и диффузионной ползучестью. Двумерный поликристалл в модели деформируется под. действием, чистого сдвига СГЗ образует пустоты, которые должны, быть заполнены с помощью диффузионной ползучести, или, наоборот, диффузионная ползучесть приводит к СГЗ.

Рис. 7,7. Скольжение по границам зерен, локально сопровождаемое диффузионной ползучестью, при синусоидальной форме границы зерен [307].

Взаимосогласованные скольжение по границам зерен и диффузионная ползучесть [c.227]

Однако, чтобы быть действительно сверхпластичным, для материала недостаточно обладать очень высоким значением чувствительности к скорости деформации. Если бы этого было достаточно, то ньютоновская диффузионная ползучесть с т==1, которая является устойчивым деформационным процессом, всегда приводила бы к сверхпластичности. Очевидно, что это не так по одной простой причине скорость ползучести очень низка (чтобы получить удлинение в 1000%, потребовался бы год при скорости ползучести З-Ю с , типичной для ползучести Набарро — Херринга). Даже не рассматривая еще возможные механизмы сверхпластичности, мы можем предсказать, что они должны принадлежать к классу механизмов скольжения по границам зерен, которое, возможно, сопровождается диффузионной ползучестью. Только СГЗ может обеспечить необходимые большие деформации при локальном согласовании путем диффузионной ползучести, которая в этом случае должна про- [c.229]

Самого по себе скольжения по границам зерен в предположении, что вязкость ньютоновская (обнаружено, что энергия, рассеянная этим процессом, в данном случае довольно мала). [c.234]

Рис. 7.12. Удлинение с помощью, скольжения по границам зерен, которое для согласования сопровождается переходом зерен из одного слоя в соседний слой. Между четырьмя зернами образуется пустота, которая заполняется

Механизм межзеренных смещений при ползучести до конца не выяснен. Раньше межзеренную деформацию рассматривали как процесс вязкого скольжения по границам зерен, не связанный с внутризеренными сдвигами. Такая точка зрения была основана на старом представлении о том, что границы зерен обладают структурой и свойствами вязкой жидкости. Однако эти представления сейчас окончательно опровергнуты. [c.263]

Пластическая деформация в процессе ползучести при высоких напряжениях и малом времени до разрушения в значительной степени обусловлена скольжением по границам зерен. Благоприятным местом для зарождения несплошностей в металле служат стыки трех зерен и уступы по их границам, образующиеся в местах выхода на границе полос скольжения. При скольжении по границам зерен в стыках зерен происходит сильная концентрация растягивающих напряжений, приводящая к образованию несплошностей. Последние могут образовываться также около дисперсных включений второй фазы на границах зерен. Рассмотрим типичные случаи образования пор в процессе ползучести по границам зерен в перлитных сталях. [c.29]

Скольжение по границам зерен связывают также с процессами миграции границ зерен, с определенного типа ступенчатой рекристаллизацией, которая контролируется движением ступенчатых винтовых дислокаций. Полагают также, что доминирующий механизм деформации при сверхпластичности обусловлен скольжением по гра- [c.159]

Скольжение по границам зерен особенно заметно при температурах, превышающих 0,5 Гпл. Большинство опытов относится к межзе-ренному проскальзыванию при ползучести результаты их представлены в виде кривых в координатах смеш,е-ние по границам зерен — время (рис. 99). Прерывистый, не плавный характер этих кривых (см. рис. 99, [c.172]

Прерывистый характер процесса ползучести при макросдвиге дает основание предполагать, что процесс макродвижения по границам зерен осуществляется вследствие двух процессов сдвига по островкам хорошего соответствия и самодиффузии, упорядочивающей области больших нарушений. Межзеренное проскальзывание можно наблюдать по рельефу на поверхности шлифа деформированного металла. По границам зерна образуются каемки, свидетельствующие о наличии выступов и впадин. Происходящее вертикальное смещение (перемещение зерна) по отношению к поверхности шлифа позволяет с помощью интерференционного микроскопа определять величину пластической деформации, вызванной межзеренным смещением. Результаты измерений (рис. 100) дают основание считать, что доля скольжения по границам зерен мала и составляет приблизительно 10% от полной деформации (егр/е л 0,1). Эта величина зависит от угла разориентации 0, температуры, скорости деформации, приложенного напряжения, величины зерна. Например, величина смещения, а следовательно, и erp/8j увеличивается с уменьшением величины зерна и возрастанием напряжения при данной температуре (рис. 101,а). С повышением температуры отношение 8rp/ej благодаря диффузионным процессам возрастает до 0,3 (рис. 101,6). Д, Мак Лин теоретически доказал, что вклад в общую деформацию от межзеренных смещений не может быть выше 33% от общей деформации. Только в том случае, если процесс деформирования сопровождается миграцией границ, доля зернограничной [c.173]

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]

Пластическая деформация в процессе ползучести при высоких напряжениях и малом времени до разрушения в значительной степени обусловлена скольжением по границам зерен. Благоприятным местом для зарождения несплощностей в металле служат стыки трех зерен [c.79]

Основным видом пластической деформации является скольжение. Если скольжение затруднено, то значительный вклад в пластическую деформацию вносит двойникование. При высоких температурах и малых скоростях деформирования поликристаллические материалы могут пластически де юрмироваться также в результате скольжения по границам зерен и в результате диффузионной ползучести. [c.33]

Фазовое а у-нревращение в железе сопровождается такими изменениями объема, которые вызывают механические напряжения, достаточные для пластической деформации образцов. Металлографическое исследование монокристаллов очищенного в водороде армко-железа показало, что эта деформация действительно протекает, причем ее признаки очень схожи с признаками высокотемпературной ползучести (внутризеренное скольжение, скольжение по границам зерен, образование субзерен) [53]. Анализ деформации образца железа, подвергнутого циклической термо- [c.451]

Структурные изменения (полигонизация и динамическая рекристаллизация), обычно сопровождающие высокотемпературную деформацию, часто используются для определения палеонапряжений в горных породах, деформированных в естественных условиях залегания. Этим явлениям и анализу возможности их применения в геологии посвящена гл. 6. В гл. 7 рассмотрены деформация, происходящая за счет переноса вещества (диффузионная ползучесть), и сверхпластическая деформация (вызванная скольжением по границам зерен), а в гл. 8 — деформация, усиленная фазовыми переходами (пластичность превращения). Наконец, в гл. 9 представлены в общих чертах карты механизмов деформации и изомеханические классы. [c.9]

Скольжение по границам зерен, сопровождаемое диффузионной ползучестью, описывается уравнениями того же типа, что и диффузионная, ползучесть. В большинстве материалов при условии, что размер их зерен мал и устойчив, существует область скоростей деформации, где чувствитель-йость напряжения к скорости деформации выше, чем для дислокацйонной ползучести, и где деформаций растяжения может происходить устойчивым образом, достигая очень больШих значений. Это область сверхпластичности. Модели сверхпластического течения объясняют высокую чувствительность напряжения к скорости деформации и возможность реализации больших деформаций скольжением по границам зерен в процессе сдвига зерен, который локально сопровождается диффузионной ползучестью или переползанием и скольжением дислокаций границ зерен в мантиях зерен. [c.217]

При изучении недр Земли большие удлинения минералов и горных пород никогда не встречаются, а скорее имеют место деформации простого сдвига или сжатия. Поэтому критерий устойчивой деформации без шейкообразования здесь почти не имеет практического значения. Тем не менее термин сверхпластичность , к сожалению, был введен для обозначения диффузионной ползучести, сопровождаемой скольжением по границам зерен (или наоборот), которая и в самом деле является причиной сверхпластичности, когда сверхпластичность действительно присутствует, В этом смысле быЛо экспериментально показано, что сверхпластическое течение происходит в золенгофен ком известняке, деформированном при сжатии [327]. К такому же заключению пришли на основе изучения микроструктуры в некоторых милонитах [38], [c.230]

Зерна обычно остаются равноосными даже после очень. больших деформаций, т. е. удлинение зерен, если оно и происходит, значительно меньше, чем полное удлинение образца. Дислокационная субструктура внутри зерен обычно не наблюдается, а.предпочтительная ориентация зерен является слабой или отсутствует. Эти наблюдения указывают на скольжение по-границам зерен как основной источник деформации при сверх-пластическом режиме. Скольжение по границам зерен действительно важно и часто сопровождается вращением зерен [357]. С помощью электронного микроскопа в 1 МэВ в деформированном образце 2п —А1 непосредственно наблюдались зерна в процессе вовлечения в движение соседних зерен [258, 259 . Сверхпластичность в мелкозернистом алюминии, смоченном жидким галлием, была получена при комнатной температуре [229]. Жйдйий галлий образует на границах зерен слой эвтектики с низкой температурой плавления и облегчает СГЗ. [c.231]

Рис. 7.10. Событие соседнего приграничного скольжения в режиме сверхпластичности. Элемент из четырех зерен испытывает 55%-ную деформацию без деформирования зерен, за исключением их локальной деформации в промежуточном состокнии, необходимой для согласования скольжения по границам зерен [12].

Во всех моделях обычно рассматривается всего лишь единственный размер зерен d. Это предположение далеко от действительности. Гхош и Радж [129] исследовали следствия, вытекающие из существования некоторого распределения размеров зерен. Однако они исходили из простых предположений о механизме течения, игнорируя скольжение по границам зерен [c.236]

НО, деформация обусловлена механизмом ползучести, зависящим от времени и чувствительным к размеру зерен (как в случае.В120з [190]). Представляется, что это должно быть скольжение по границам зерен. При непрерывном измерении деформации известна максимальная скорость деформации и можно определить чувствительность напряжения к изменению скорости деформации т. Ее большое значение (т=0,85) подтверждает, что действующим механизмом явл яется скольжение по границам зерен и что мы имеем действительно случай сверхпластичности превращения, которая определяется внутренними напряжениями, возникающими В процессе перехода (см. ниже). Этот процесс отличается от структурной Сверхпластичности мелкозернистой эвтектики, образуемой в результате соответствующего перехода. Здесь же сверхпластичность появляется только в процессе развития фазового перехода. [c.250]

В работе [357] моделировалась с использованием метода конечных эле-ментрв аккомодация проскальзывания дислокационным скольжением по границам зерен. Границам зерен была приписана ньютоновская вязкость, зернам -закономерность ползучести, подчиняющаяся степенному закону е Это моделирование позволило определить макроскопическое поведение поликристалла в зависимости от напряжения. При высоких напряжениях (высоких ско- [c.211]

Решающим для характера развития трещин — между зернами или по кристаллитам — является в первом случае ослабление связи из-за отложений по границам зерен, а во втором — равномерное распределение отложений аналогично тому,что наблюдается в стабилизированном состоянии. Трещины возникают в местах ослабленного сопротивления. По сравнению с а-железом, где процесс протекает преимущественно по границам зерен, для у-железа возможность появления внутрикристаллитных трещин зависит больше от сдвигов решетки, чем от скольжения по границам зерен. у Железо обладает в три раза бодьшим числом плоскостей скольжения, чем железо, и большие углы между границами зерен у него менее вероятны. При микросдвигах защитные слои повреждаются и начинается первичный процесс — появление трещин под напряжением. Равномерно и часто распределенные нарушения окисного слоя могут понизить склонность к образованию трещин и привести к сквозной коррозии или поверхностному разъеданию границ зерен. При этом напряжение на поверхности снимается. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...