Ползучесть Набарро—Херринга

Диффузионная ползучесть была теоретически предсказана еще до того, как ее обнаружили экспериментально. Если перенос вещества происходит путем объемной диффузии, то этот процесс называется ползучестью Набарро—Херринга и вязкость изменяется как квадрат размера зерен. Если же он происходит из-за диффузии по границам зерен, то такой процесс называется ползучестью Кобле, а вязкость меняется пропорционально кубу размера зерен. [c.217]

Ползучесть Набарро — Херринга [c.219]

Херринг [168, 169] строго формализовал проблему ползучести, осуществляемой диффузией вакансий в решетках поликристаллов, которая получила название ползучесть Набарро— Херринга. [c.222]

Важное различие между ползучестью Набарро — Херринга и Кобле заключается в том, что для последней скорость ползучести обратно пропорциональна а не а также зависит от диффузии по границам зерен. Поскольку энергия активации для диффузии по границам зерен меньше, чем для объемной [c.224]

Ползучесть Набарро — Херринга была также продемонстрирована в экспериментах с нулевой ползучестью на тонких проволоках [195]. Позже было обнаружено, что ползучести Набарро — Херринга и Кобле имеют место во многих металлических и керамических системах (подробный обзор см. в [47]). [c.225]

Коэффициент а имеет то же самое значение, что в уравнении (7.8) для ползучести Набарро — Херринга, когда тангенциальные напряжения на границах отсутствуют а = 40. — эффективный коэффициент диффузии [c.228]

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]

Области В (диффузия вдоль ядер дислокаций) и С (объемная диффузия) соответствуют внешним условиям, при которых доминируют диффузионная ползучесть Набарро - Херринга и ползучесть Кобле. [c.17]

Для диффузионной ползучести Набарро - Херринга и Кобле характерна линейная зависимость скорости деформации от напряжения. Скорость дислокационной ползучести практически не зависит от среднего размера зерен, тогда как скорость диффузионной ползучести обратно пропорциональна второй или третьей степени среднего размера зерна. Теория диффузионной ползучести чистых металлов разработана значительно лучше, чем дислокационной, и согласие теории с экспериментом очень хорошее. [c.171]

Диффузионная ползучесть Набарро - Херринга и дислокационная ползучесть Харпера - Дорна характеризуются одинаковой температурной зависимостью скорости ползучести и, в особенности, тем, что скорость ползучести линейно растет с увеличением напряжения. Следовательно, необходимо сопоставить условия, при которых доминирует один или другой из этих двух типов ползучести. [c.192]

Скорость ползучести Набарро - Херринга I (НХ) выражается уравнением (12.16), а скорость ползучести Харпера - Дорна ё (ХД) - уравнением ( .64). Из (12.63) следует [c.193]

В случае относительно большого среднего размера зерен ползучесть Набарро могла бы доминировать над ползучестью Набарро - Херринга только при напряжениях, превышающих 3 при которых в металлических систе- [c.194]

Переходные процессы при ползучести, приводящие к выгибанию дислокаций, будут, следовательно происходить и тогда, когда вкладом Ползучести Набарро - Херринга в общую деформацию ползучести можно пренебречь. Эффект переходных процессов полностью обратим при снятии напряжения вклад неустановившейся ползучести в общую деформацию ползучести со временем исчезает [303]<, [c.196]

Скорости диффузионной ползучести Набарро - Херринга и Кобле в случае металлов или твердых растворов, упрочненных частицами второй фазы, можно описать уравнениями [c.200]

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

В деформации, вызываемой диффузией, обычно участвуют оба механизма (и Набарро - Херринга, и Кобле), которые действуют параллельно.Скорость ползучести в этом случае описывается уравнением [c.176]

Часто отмечается, что роль границ зерен при диффузии могут выполнять границы субзерен. Рассмотрим границу субзерна, образованную краевыми дислокациями (рис. 12.9), и предположим, что любой участок вдоль каждой из этих дислокаций является совершенным источником или стоком вакансий. Поскольку вакансии испускаются и поглощаются ступеньками на дислокациях, это предположение выполняется, когда диффузия вакансий вдоль ядер дислокаций происходит намного быстрее объемной диффузии. Скорость ползучести описывается при этом уравнением Набарро - Херринга (12.13), в котором средний размер зерен й заменен средним размером субзерен с1 . [c.189]

Рис. 117. Направления движения вакансий и атомов (пунктир) при диффузионной ползучести (по Набарро — Херрингу)

Механизм ползучести по Набарро—Херрингу (ее называют диффузионной пластичностью) заключается в следующем. [c.158]

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]

Для описания макродеформации твердого тела пет необходимости прибегать к теории дислокаций, а следует воспользоваться аппаратом механики среды со структурой [169] и рассматривать достаточно высокие структурные уровни. Чтобы понять механизм пластического течения, необходимо анализировать дислокационный структурный уровень. Дислокационная теория деформации во многих случаях необходима и для понимания механизма движения макроэлементов структуры друг относительно друга, т. е. движения границ раздела. Но при этом нужно учитывать возможность воз- никновения па границах раздела субструктурных элементов атом-вакансионных состояний. Рассмотрение движения точечных дефектов соответствует атомному структурному уровню деформации. В ряде случаев (например, ползучесть Набарро — Херринга) этот уровень определяет всю трансляционную пластичность. Однако при коллективном движении точечных дефектов на более высоком уровне возмон пы повброты пространственных элементов структуры. [c.81]

Харпер и Дорн [157] обнаружили, что в опытах по ползучести при растяжении в области высоких температур (647°С = 0,99Гт) поликристаллы алюминия при очень низких напряжениях ведут себя как ньютоновская вязкая жидкость параметр Зинера — Холломона изменяется с напряжением линейно (рис. 4.12) при напряжениях, меньших 13 фунт-сила/дюйм (0,09 МП а 3,3 X X 10 а). Хотя такое поведение обычно связывают с диффузионной ползучестью Набарро— Херринга (см. гл. 7), Харпер и Дорн показали, что их данные свидетельствуют против такой связи. Например, после падения напряжения они наблюдали неустано-вившуюся ползучесть и возврат, т. е. явления, не характерные для ползучести Набарро — Херринга. Кроме того, наблюдаемые скорости ползучести были на три порядка больше рассчитанных для ползучеспг Набарро— Херринга и, наконец, результаты эксперимента для монокристалла получились такими же, как и для поликристаллов, в то время как диффузионная ползучесть проявляется только в мелкозернистых материалах (гл. 7). [c.132]

Этеридж и Уилки [114] более убедительно защищали тезис о том, что процесс измельчения зерен никогда не достаточен для перевода ползучести из степенного режима в диффузионный. Мы приведем здесь краткий, в принципе аналогичный вывод, выразив вязкость степенной ползучести и диффузионной ползучести через леренос вещества в процессе объемной диффузии (ползучесть Набарро — Херринга) или диффузии по границам зерен (ползучесть Кобле) (см. гл 7). [c.212]

Рис. 6.16. Размер рекристаллизованных зерен и механизмы ползучести. Границы между областями ползучести (/ L — степенная ползучесть, NH — ползучесть Набарро — Херринга, СС — ползучесть Кобле) были вычислены для оливина с помощью реологического уравнения Эшби — Верралла (13]. Пунктирная линия —зависимость размера рекристаллизованных зерен ог напряжения — взята из экспериментов Карато и др. [201]. При правдоподобных значениях размера зерен и напряжения она полностью лежит в области PL . Дан пример эволюции размера зерен из начального состояния

Рис. 7.3. Принцип ползучести Набарро — Херринга. Концентрация вакансий на гранях растяжения С+ больше, чем внутри Со, на гранях сжатия С < <Со- Вакансии перетекают от граней растяжения к граням сжатия, а веще-ство течет в противбположном направлении.

А — Дислокационное скольжение без участия возврата в — дисло-кационнай ползучесть (диффузия вдоль ядер дислокаций) с - дислокационная ползучесть (объемная диффузия) о - диффузионная Ползучесть Набарро - Херринга [c.17]

МОДЕЛИ. УЧИТЫВАЮЩИЕ РОЛЬ ГРАНИЦ СУБЗЕРЕН. В гл. 12 будет показано, ЧТО если дислокапии, образующие границы субз рш являются источниками и стоками вакансий, то может иметь место ползучесть Набарро - Херринга [48, 64], скорость которой равна [c.111]

Из уравнения (12.43а) следует, что скорость ползучести обратно пропорцио-нмьна размеру зерна и зависит от напряжения во второй степени. Такая более сильная в сравнении с ползучестью Набарро - Херринга зависимость скорости ползучести от напряжения объясняется тем, что эта модель вклкк чает в себя процесс, сохраняющий постоянство плотности граничных дислокаций, Из срашения уравнений (12.43а) и (12.13) можно заключить, что скорость ползучести контролируется движением граничных дислокаций, если приложенное напряжение определяется соотношением [c.184]

В ВВОДНОЙ главе (разд. 1.3) приведена деформационная карта для никеля. Эта деформационная карта, взятая из работы Эшби и Фроста [26], определяет для данного среднего размера зерен й =1,0 мм области внешних условий, при которых в процессе ползучести никеля действуют различные деформационные механизмы дислокационное скольжение, происходящее без заметного участия возврата дислокационная ползучесть, контролируемая диффузией вдоль Ядер дислокаций дислокационная ползучесть, контролируемая объемной диффузией, диффузионная ползучесть, осуществляемая направленной полем напряжений диффузией вакансий либо по границам зерен (ползучесть Кобле), либо в объеме (ползучесть Набарро - Херринга)" .В предыдущих главах подробно обсуждены все эти типы ползучести. Как уже упоминалось в разд. 1.3, первые деформационные карты опубликовал Эшби [24], который исходил из идеи Виртмана о "диаграмме ползучести" [25]. Работа Эшби дала импульс к составлению карт для многочисленных металлических материалов (см,, например, [320-322]). Деформационные карты, с одной стордаы, демшстрируют состояние знаний о механизмах ползучести соответствующих материалов и, с другой стороны, позволяют прогнозировать механизм, который при данных внешних условиях будет определять скорость ползучести. Их Практическое значение заключается, кроме всего сказанного, в том, что они дают возможность направленного изменения структуры с целью повышения при определенных условиях сопротивления ползучести. [c.198]

Как уже упоминалось, будем считать, что диффузионная ползучесть происходит только по механизму Набарро — Херринга и Кобле. Скорость ползучести Набарро - Херринга описыуается уравнением = lЦD aQ/dЧт), (13Л) [c.199]

Деформационная карта аустенитной нержавеющей стали типа 16Сг - 13Н1 - 2,5 Мо представлена на рис. 13.1 [274]. При среднем размере зерен 40 мкм в определенной области внешних условий реализуется как диффузионная ползучесть Кобле и Набарро - Херринга, так и дислокационная ползучесть. На карте представлены кривые постоянных скоростей ползучести и области рабочих условий в активной зоне ядерных реакторов на быстрых нейтронах, для которых используется сталь данного типа. Эта область занимает большую часть поля ползучести Набарро - Херринга. Поэтому очевидно, что улучшения характеристик ползучести данной стали можно достигнуть обработкой, ведущей к увеличению среднего размера зерен. [c.201]

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]

ИЗ НИХ. Теория Набарро - Херринга и Кобле основана на предположении, что границы зерен являются совершенными источниками и стоками вакансий, так что процессом, контролирующим скорость ползучести, является диффузия вакансий, направляемая напряжением от источников к стокам. В этом случае все приложенное напряжение направлено на изменение химических потенциалов, контролирующих диффузионные потоки, которые приводят к ползучести, Если, однако, граница зерна не является совершенным источником и стоком вакансий, то для изменения химического потенциала до величины, необходимой для того, чтобы на границах зерен (на которых испускаются или поглощаются вакансии) вообщз протекали эти процессы, требуется только часть приложенного напряжения, и поэтому скорость ползучести при данном приложенном напряжении будет ниже. [c.181]

Если границы субзерен являются источниками и стоками вакансий, то диффузионная ползучесть может происходить и в случав монокристаллов. Действительно, в работах [212—213] показано, что скорость ползучести монокристаллов алюминия при высоких температурах и низких напряжениях зависит от напряжения в первой степени. При этом, однако, обнаружено, чтодру--гие характеристики ползучести не соответствуют теории Набарро - Херринга (как и для поликристаллов, исследованных в тех же условиях) Эти результатВ подробно рассмотрены в гл. 9. [c.190]

Диффузионная П. м. (т. н. Херринга — Набарро —-Лифшица ползучесть) имеет пост, скорость и вызывает малую деформацитр. Переползание неск. дислокаций в объёме зерна приводит к более высокой скорости течет [c.12]

Выше было принято, что константы материала, входяш,ие в приведенные уравнения, не зависят от напряжения, но зависят от температуры. При повышении температуры коэффициент В, например, увеличивается, показатель а в целом уменьшается Величина а становится равной 1 при диффузионной ползучести при высоких температурах, когда миграция вакансий активируется (ползучесть Херринга—Набарро обусловлена диффузией по узлам кристаллической решетки, ползучесть Кобла—зернограничной диффузией). При ползучести, обусловленной движением дислокаций, при высоких температурах (Т/Г > 0,5) в чистых металлах величина а равна 4—6, в сплавах 2—4, при низких температурах (Т/Т <0,5) она равна [26, 28] соответствуюш,ей величине при высоких температурах плюс 2. Однако даже в низкотемпературной области в реальных сплавах при понижении температуры величина а повышается часто принимают а > 10. На рис. 3.19 показана диаграмма а —е для малоуглеродистой стали S1EG, полученная авторами с помощью испытаний на ползучесть, и приведены величины а. [c.67]

Подробную модель такого типа предложил Набарро в 1967 г. [44]. Он предположил, что отдельные сегменты eiKjH действуют как дислокационные источники Бардина Херринга при испускании и поглощении вакансий они изгибаются, причем их суммарная длина в единице объема (плотность дислокаций) возрастает. Рост дислокационной плотности компенсируется аннигиляцией сегментов противоположноЛ) знака, которые встречаются при переползании. Следовательно, на стадии установившейся ползучести плотность дислокаций, как и средняя длина сегментов сетки, не изменяется. Простые рассуждения [99] приводят к приближенному уравнению для диффузионного потока вакансий [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...