Ползучесть влияние размера зерна

Кроме того, аустенизация наклепанного мелкозернистого металла при 1100° С вызывает рекристаллизацию с соответствующим укрупнением зерна. Поэтому восстановление и некоторое повышение долговечности по отношению к исходной можно частично объяснить уменьшением суммарной поверхности границ при межзеренном разрушении. В области высокой максимальной температуры цикла 700° С влияние размера зерна более характерно для процесса ползучести, чем для усталости, при которой с уменьшением размера долговечность обычно повышается. [c.155]

Влияние размера зерна на скорость ползучести [c.79]

Рис 188 Влияние размера зерна на скорость ползучести Wj, [c.317]

При изучении влияния размера зерна на механические свойства сплавов оказывается небезразличным метод получения заготовок с разными размерами зерен. Если рост зерна (например, в сплавах на никелевой основе) достигается увеличением температуры закалки, то полученные данные не характеризуют зависимости сопротивления ползучести от размера зерна однозначно, так как увеличение температуры закалки влияет не только на интенсификацию процессов рекристаллизации, ной на процессы растворения карбидов и у -фазы перед их последующим выделением и гомогенизации твердого раствора. [c.240]

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]

Внутреннее окисление, по-видимому, всегда упрочняет сплавы. В то же время воздействие коррозии на границы зерен и их скольжение пока изучены недостаточно. Еще меньше исследовано влияние коррозии на разрушение и высокотемпературное растрескивание в окислительных средах. Эти явления можно рассматривать только как совокупность конкурирующих процессов, таких как расклинивающее действие окисла, притупление растущих трещин и адсорбция газов. Изменение характера коррозионной ползучести в зависимости от размера зерна сплава, температуры и уровня приложенного напряжения показывает, что это комплексное явление действительно может быть описано только как совокупность конкурирующих и взаимодействующих процессов, (табл. 5). [c.46]

Рис. 1.14. Типичная неоднородность размера зерна (номер) и твердости HV по зонам сварного соединения теплоустойчивой r-Mo-V стали с влиянием параметров структуры и свойств на повреждаемость (/п - F) при ползучести

Влияние размера зерна деформированных сплавов. Характер и степень влияния размера зерна на свойства жаропрочных сталей и сплавов зависят от типа материала, условий, в которых получен металл с различными размерами зерен, режима термической обработки после закалки и условий испытания. Изменение размера зерна может оказывать различное влияние на сопротивление ползучести, длительную прочность, пластичность и сопротивление усталости. Дес рмационная способность при увеличении размера зерна обычно понижается [85]. Что касается сопротивления ползучести, то наравне с большим пределом ползучести металлов, имеющих крупнозернистую структуру, по сравнению с мелкозернистыми, в некоторых условиях рост зерна может сопровождаться понижением сопротивления ползучести. [c.240]

Скорость ползучести и длительная прочность. Результаты сравнительных исследований показывают, что эти свойства материала находятся во взаимнообратной зависимости, что согласуется с исходными представлениями о деформационном или псевдо-деформационном контроле разрущения, находящими свое выражение в соотнощениях типа (3). В то же время влияние окружающей среды само по себе оказывается связанным с наличием на поверхности металла оксидной пленки (окалины) с хорощей адгезией. Отметим, что отсутствие такой пленки может быть обусловлено проведением испытаний не только в вакууме, но и в агрессивных средах, активно разрушающих окалину. Кроме того, влияние внещней оксидной пленки становится менее существенным по мере уменьщения размера зерна или при возрастании роли какого-либо другого внутреннего фактора. [c.18]

Независимое изменение размеров зерна и образца в работе [172] позволило строго исследовать влияние на ползучесть такого параметра, как число зерен в поперечном сечении образца. Какой-либо четкой корреляции между этим параметром и скоростью ползучести ни на воздухе, ни в вакууме не наблюдалось. Однако в обеих средах почти при всех размерах зерна толстые образцы были более стойкими к ползучести, чем тонкие. При испытаниях на воздухе это явление можно объяснить возрастанием в случае тонких образцов относительного числа зерен на поверхности и, следовательно, вклада зернограничиых каналов для проникновения воздуха в материал. Этот эффект прямо конкурирует с упрочняющим влиянием окалины, которая способствует повышению сопротивления ползучести тонких образцов [115]. В то же время в случае вакуума более высокая стойкость толстых образцов к ползучести согласуется с представлением о наличии принципиально непрочного поверхностного слоя. В вакууме (10 торр) внешняя поверхность образца или детали ко] струкции покрыта адсорбированными газами, но не имеет окалины, поэтому может быть по природе менее стойкой, чем материал объема, например просто из-за отсутствия геометрических препятствий ползучести. [c.40]

Несколько параллелей можно провести также в области влияния микроструктуры на индуцированное водородом разрушение материалов. Наиболее общей из таких закономерностей является положительный эффект уменьшения размера микроструктуры, будь то размер зерна, пластинок мартенсита или частиц выделившейся фазы, например, видманштеттовых а-частиц в титановых сплавах. Положительное влияние этого фактора обычно отмечается также в связи с прочностью, вязкостью разрушения и сопротивлением усталости материалов, так что измельчение микроструктуры может служить примером того, как улучшение одних свойств сплава не влечет за собой очевидного ухудшения других параметров [64] (наиболее существенным исключением является высокотемпературная ползучесть, не рассматриваемая в данной главе). Таким образом, те исследования изменения свойств сплавов под воздействием окружающей среды, в которых размер микроструктуры остается неконтролируемым, просто игнорируют одну из важнейших переменных, даже в тех случаях, когда размерные эффекты не являются главным фактором, определяющим поведение системы. [c.119]

Добавка кремния, например к сплаву 2014, используется для того, чтобы сделать для сплавов системы А1— u Mg более эффективным искусственное старение [116]. Добавки железа и никеля (сплав 2618) служат для увеличения прочности сплавов системы А1—Си— lg при повышенных температурах. Это происходит в результате присутствия интерметаллидной фазы Ре141А19, которая образуется во время затвердевания (литья) и не растворяется при последующих операциях термообработки. Указанные частицы уменьшают и стабилизируют размер зерна конечного продукта, а также увеличивают сопротивление ползучести сплава. Они оказывают небольшое влияние на характер дисперсион- [c.238]

При сравнительно высоких температурах, когда механизм ползучести обусловлен диффузией, зависимость скорости ползучести от диаметра зерен становится более явно выраженной скорость ползучести снижается при увеличении размера зерна. При ползучести, рбусловленной диффузией по узлам кристаллической решетки (ползучести Набарро—Херринга), ос ld , а при ползучести, обусловленной диффузией по границам зерен (ползучести Кобла) ос 1/d в последнем случае влияние диаметров проявляется в большей степени. На карте механизмов деформации, показанной на рис. 1.1, линия, разграничивающая дислокационную и диффузионную ползучесть, при уменьшении диаметров зерен смещается в сторону более высоких напряжений [28]. [c.79]

Противоречивые сведения о влиянии инородных пленок на сопротивление сдвигу и ползучесть металлов свидетельствуют о том, что оно не однозначно. Одной из причин такого влияния мокет являться толщина пленки. Характер этого влияния, установленный в [21] для поликристаллического алюминия по-видимому, является универсальным (рис. 1.5) и связан с особенностью развития скольжения в приповерхностных слоях металла. В обзоре [23] отмечается, что пластическая деформация в начале деформирования захватывает только тонкий поверхностный слой толщиной около размера зерна, а затем распространяется во внутренние объемы. Если при деформирювании образца поверхностный слой снимается (например, электропо-лировкой), то наблюдается уменьшение моду)>я упрочнения [24]. Стравливанием поверхностных слоев на образцах из кремнистого железа установлено также [25], что скольжение зарождается у границ зерен, вь(ходящих на поверхность, и по мере повышения активизируются источники в более глубоко лежащих зернах. Особенности пластического течения в приповерхностных слоях металлов могут быть связаны со спецификой атомно-электронного строения вблизи поверхности кристалла, которая была установлена методом дифракции медленных электронов [26]. [c.12]

Данные Фолвейлера [18] по высокотемпературной ползучести поликристаллов АЬОз, представленные на рис. 3 и 4, показывают влияние напряжения и размера зерна на скорость ползучести это влияние согласуется с основными положениями механизма Набарро. Аналогичные результаты получены Варщоу и Нортоном в работе [20]. [c.260]

В противоположность закономерностям, имеющим место при 20° С, грубые структуры обычно дают большее сопротивление ползучести, чем высокодисперсные. В частности, величина зерна оказывает весьма существенное влияние на сопротивление ползучести. Изучение предела ползучести различных сталей при весьма длительной нагрузке (ai-ioooo) показало, что существует известный оптимум величины зерна, выще которого наблюдается более или менее сильное понижение предела ползучести (рис. 19.5). Конечно, оптимальный размер зерна зависит и от допуска на предел ползучести, и от температуры испытания. Так, например, при 450° С оптимальный диаметр зерна для хромоникель-молибденовой стали имеет величину порядка 0,5 мм, а при испытании при 550° С порядка 0,1—0,15 мм. [c.148]

Наиболее важная микроструктурная- перестройка, которая происходит в процессе ползучести, заключается в образовании разориентированных субзерен (полигонизация), разделенных стенками дислокаций. Стенки образу ются от перераспределения геометрически необходимых дислокаций, которые согласовывают пластические несовместимости между зернами или между образцом из монокристалла и наковальнями. Субзерновая структура находится в состоянии динамического развития. Образующиеся стенки дислокаций мигрирует под действием напряжения и разрушаются. Резо-риентация стенок увеличивается с ростом деформации до тех пор, пока в результате их вращения без миграции не установится рекристаллизован-ная зерновая структура. При более высоких значениях напряжения и температуры увеличиваются силы, вызывающие миграцию границ, а также их подвижность, и границы могут мигрировать. Размер как субзерен, так и рекристаллизованных зерен зависит от приложенного напряжения и уменьшается по мере его возрастания. Эмпирические соотношения между размером зерен или субзерен и напряжением устанавливаются экспериментально и используются для того, чтобы восстановить напряжение, которое вызвало естественное деформирование горных пород. Однако представление о том, что размер субзерен или зерен равновесен при Данном напряжении, не обосновано. Размер субзерен не является независимой переменной и не оказывает существенного влияния на скорость ползучести, если только он не зафиксирован каким-либо образом. Преобразования зерен в результате динамической рекристаллизации, по-видимому, недостаточно, чтобы вызвать изменение механизма ползучести от описываемого степенной зависимостью до диффузионной ползучести. [c.190]

В момент, когда наступает ползучесть, дислокации начинают перемещаться к границам субзерен. Однако, так как разориентация соседних субзерен не оказывает влияния на скорость ползучести, эти границы служат просто стоком для дислокаций. Как показал Ли [53], поля напряжений, обусловливаемые субграницами, являются полями ближнего порядка и не оказывают какого-либо заметного влияния на обратные напряжения дальнего порядка, контролирующие движение дислокаций. В металлах с высокой энергией дефектов упаковки субзерна образуются в результате действия негомогенного напряженного состояния у границы зерна, что в свою очередь обусловливается различной ориентацией смежных зерен. Локальные изгибающие моменты и скручивание, которым подвергается каждое зерно, возрастают при более высоком приложенном напряжении, вследствие чего образуется субструктура с меньшим рамером зерен. Взяв за основу изложенное, предположили, что основной механизм, контролирующий скорость ползучести, определяется движением дислокаций внутри каждого субзерна. Поэтому здесь представляется возможным не учитывать размер субзерен, хотя в некоторых более ранних теориях высокотемпературной ползучести этому фактору и отводилась определенная роль. [c.270]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...