Микромеханизм

Понижение температуры и повышение скорости деформации приводит к сужению области абсолютных пороговых значений К, , отвечающих предыдущему и последующему неустойчивым состояниям. Таким образом, испытания при пониженных температурах и высоких скоростях деформации для определения приближаются к испытаниям в подобных по микромеханизму разрушения условиях. Остается вопрос, как перейти от значений К, при низкой температуре к значениям К, при более высокой температуре или более высоких [c.311]

Из приведенных рассуждений вытекают следующие выводы. В случае водородного роста трещин можно выделить три состоя-, ния, которым отвечают три интервала изменения коэффициента К [374, 435]. Первое состояние характеризуется тем, что физикохимические процессы в данной системе металл — водород не обеспечивают выполнение условий начала роста трещины. Этому состоянию соответствует интервал изменения К S К,л, где K,h — пороговый коэффициент интенсивности. Второе состояние характеризуется медленным докритическим подрастанием трещин при Kth < К < /Сн, когда рост трещины тормозится процессами доставки водорода в очаг разрушения. Здесь Кся — критический коэффициент интенсивности в условиях водородного охрупчивания материала. Наконец, третье связано с закритическим ростом трещины при К > Ксн, обеспечиваемым при данном распределении водорода в системе чисто механическим фактором — уровнем нагружения. В последнем случае развитие трещины по своему характеру (но не по микромеханизму роста) близко ее развитию при статических испытаниях в обычных условиях. При этом параметр трещиностойкости по физическому смыслу наиболее близок к характеристике обычной вязкости разрушения Ki (хотя, вообще говоря, ей не тождествен). [c.326]

Следует отметить, что при таком подходе механизмы упрочнения, известные из более общего феноменологического рассмотрения, а именно механизмы твердорастворного, деформационного и дисперсного упрочнения, оказываются как бы разделенными на составляющие микромеханизмы, что в принципе облегчает задачу анализа их температурной зависимости. [c.88]

Каждый из вкладов в уравнение (2.93) достаточно подробно проанализирован в многочисленных работах, поэтому ограничимся только рассмотрением основных микромеханизмов. Итак, для сплавов с ОЦК-решеткой в первый член правой части уравнения (2.93) могут входить следующие слагаемые [c.88]

Каждый из указанных микромеханизмов может давать существенный вклад в общее значение сопротивления движению дислокаций на пределе текучести в температурном интервале 0,1—0,5Т л. Температурная зависимость всей суммы и отдельных вкладов, а также верхний температурный предел действия указанных микромеханизмов определяются температурной зависимостью упругих постоянных и развитием диффузионных процессов. [c.89]

Третий член в правой части уравнения (2.93) соответствует микромеханизмам, действие которых невозможно без создания концентрации-напряжения, например, за счет плоских скоплений дислокаций [c.89]

Схема на рис. 2.38 дает примерное представление о характере температурной зависимости и относительной величине возможных вкладов различных микромеханизмов в общий уровень сопротивления [c.89]

Весьма перспективными направлениями исследований в этой области следует считать изучение микромеханизмов разрушения и трещиностойкости вязких сталей рассмотрение субструктуры, и склонности к хрупкому разрушению сплавов развитие идеи комбинированного упрочнения деталей машин, сочетающего объемное повышение вязкости разрушения с нанесением износостойких покрытий изыскание путей создания оптимальных субструктур сплавов при комбинированном упрочнении, обеспечивающих их повышенную трещиностойкость. [c.7]

Разрушение металла рабочей части макроскопических образцов является результатом действия всех механизмов ползучести, т. е. определяется совокупностью влияний микромеханизмов, получивших развитие в рассматриваемых условиях службы металла (напряжение—температура). [c.69]

Как известно, скорость ЗГП обычно контролируется зернограничной диффузией, хотя до настоящего времени микромеханизм ЗГП все еще не выяснен до конца. Для описания скорости проскальзывания часто используют уравнение [335, 338] [c.192]

В сборнике представлены доклады VI Международного коллоквиума Механическая усталость металлов (Киев, июнь 1981 г.). Рассмотрены вопросы циклической прочности конструкционных материалов и конструкций, кинетики развития трещин усталости и микромеханизмов разрушения, разработки общих подходов к проблеме усталостного разрушения, зарождения и развития усталостных трещин. [c.2]

Разработка конструкционных материалов высокой прочности в сочетании с удовлетворительной вязкостью возможна лишь при систематическом изучении взаимосвязи между субструктурой металла и его прочностью и вязкостью, а также при всестороннем исследовании механизма упрочнения, процессов релаксации и микромеханизма хрупкого разрушения. [c.96]

Кнотт Дж. Микромеханизмы разрушения и трещиностойкость конструкционных сплавов/Механика разрушения. Разрушение материалов.—М. Мир, 1979.— С. 40—82. [c.369]

Рисунок 4.35 - Схема скачкообразного изменения эффективной энергии активации р при изменении контролирующего микромеханизма пластической деформации. Линия 1 отвечает Li и К , линия 2 - L] и КмакС) ЛИНИЯ 3 - Кг и L2

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Анализ поведения материала с трещиной при циклическом нагружении требует учета контролирующего скорость роста трещины микромехаиизма, так как при реализации одного и того же макромеханизма ( например, типа I ) могут наблюдаться различные микромеханизмы усталостного разрушения квазивязкий отрыв - усталостные "вязкие" бороздки и квазихрупкий отрыв -усталостнь(е "хрупкие" бороздки (рис. 37, ), вязкий о трыв - ямочное разрушение, межзеренный хрупкий отрыв, внутризеренный хрупкий отрыв - скол. [c.60]

Рассмотренные до сих нор теории пластичности основывались на гипотезах формального характера реальная структура поли-кристаллического материала и хорошо известная картина пластического деформирования кристаллических зерен при этом совершенно не принимались во внимание. Такой подход имеет свои преимуп] ества и недостатки. С одной стороны, обилие законы пластичности, сформулированные для нроизвольного тела безотносительно к его физической природе, позволяют охватить единообразным способом широкий круг явлений — пластичность металлов, предельное равновесие грунтов, хрупкое разрушение горных пород и бетона и так далее. Такая общность чрезвычайно подкупает действительно, экспериментатор с удивлением обнаруживает, что макроскопическое поведение тел самой разнообразной физической природы оказывается поразительным образом сходным. Оказывается, что это поведение егце более поразительным образом может быть приблизительно хорошо описано при помощи уравнений, полученных из некоторых априорных гипотез достаточно формального характера. Но при более детальном изучении опытных данных оказывается, что при внешнем глобальном сходстве обнаруживаются и различия в поведении разных материалов. Эти различия связаны с тем, что микромеханизмы не только неунругой, но даже упругой деформации не одинаковы. Поэтому естественно стремление к тому, чтобы положить в основу теории пластичности некоторые физические представления о протекании пластической деформации. Нужно признать, что мы еш е далеки от возможности построения макроскопической теории, основанной на анализе и описании процессов, происходящих на микроуровне. Теория скольжения Батдорфа и Будянского, которая будет схематически изложена ниже, отнюдь не может быть названа физической теорией. Однако положенные в ее основу гипотезы в определенной мере отражают процессы, происходящие внутри отдельных кристаллических зерен, хотя и не воспроизводят их точным и полным образом. Пластическая деформация единичного кристалла происходит за счет сдвига в определенной кристаллографической плоскости в определенном нанравлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения в этой плоскости называется системой скольжения. Система скольжения задается парой ортогональных еди- [c.558]

Введение в структуру сплавов дисперсных частиц фаз внедрения для получения дисперсного упрочнения вызывает повышение предела текучести как за счет сопротивления движению дислокаций со стороны частиц (оач), так и тех микромеханизмов, эффективность которых зависит от концентрации элементов внедрения в твердом растворе (Одэ, (С, N, О), Опэ <Тса). Это обусловлено тем, что в дисперсноупрочненных сплавах при рабочих температурах (0,5—0,77 пл) концентрация элементов внедрения в твердом растворе, находящемся в равновесии со второй фазой, может существенно превосходить их концентрацию в исходном материале. Таким образом, в выражение предела текучести дисперсноупрочненного сплава могут входить следующие слагаемые [c.93]

Разрушения в условиях эксплуатации, соответствующих области в карты механизмов ползучести наблюдаются при перегревах метгыла труб пароперегревателей. Как видно из картограммы (рис. 1.2), при нагреве до температур, превышающих 620 °С, в металле развиваются процессы рекристаллизации. Это приводит к возрастанию деформационной способности металла, полной трансформации структуры стали в феррито-карбидную структуру, интенсификации процессов перехода легирующих элементов в карбидные фазы. Долговечность труб в условиях такого перегрева не превышает 10—15 тые. ч. Для труб, разрушившихся в условиях ползучести, характерно наличие значительного слоя окалины и присутствие на наружной поверхности труб продольных трещин, сопутствующих основному разрыву. В случае перегрева до указанных температур разрущение происходит с относительно большим увеличением периметра трубы, заметным утонением стенки за счет повышенной деформационной способности в этих условиях. Характерно широкое раскрытие трубы в месте сквозной трещины. Микромеханизм разрушения соответствует порообразованию. Структура металла разрушенной трубы становится ферритной с крупными карбидными частицами по границам зерен. Вблизи разрушения имеет место некоторый роет зерна. Присутствие всех перечиеленных признаков евидетельствует о том, что разрушение исследуемой трубы произошло в результате длительного перегрева. [c.19]

Математическая обработка результатов испытаний на ползучесть может гарантировать объективное определение оптимальных значений искомых параметров уравнения (3.1), через которые получает отражение вклад каждого микромеханизма в развитие пластической деформации и повреждений в пределах рассматриваемой температурно-еиловой области. В том случае, когда оптимальному решению соответствуют варианты п=т=0, уравнение (3.1) преобразуется с формальной точки зрения в уравнение типа уравнения С. И. Журкова [57]. [c.70]

В науке о прочности направление, занимающееся изучением строения изломов, получило название фрактография (от английского fra ture — излом, разрушение). Несмотря на то, что особенности изломов давно используют в практических исследованиях, научный подход к изучению их еще только разрабатывается. Успешному развитию фрактографических исследований способствует привлечение современных физических методов электронной микроскопии, рентгеноструктурного, рентгеноспектрального анализов и пр. Особенно плодотворным оказалось использование электронных микроскопов. Электронная фрактография, позволяющая приблизиться к пониманию микромеханизмов разрушения, является одним из звеньев связи позиций металловедения, металлофизики и механики материалов в обширной проблеме разрушения. [c.4]

Относительно микромеханизма пластичного внутризеренного разрушения существует следующее представление гомогенные материалы имеют тенденцию к преимущественному разрушению по механизму расщепления плоскостей скольжения или при разновидностях этого механизма — серпентинном скольжении 24 [c.24]

Комплексные представления о микромеханизме зарождения трещины и ее подрастании сформулированы в работе [16]. Введение пснптия микропластических деформаций, существующих в топком слое материала в вершинной области [c.24]

Фрактографические исследования характера разрушения других сплавов в малоцикловой области, испытанных при пульсирующем нагружении с частотой 2 цикл/мин, также показали, что переломы на кривых малоцикловой усталости обусловлены изменением типа,, или микромеханизма разрушения на структурном уровне. Так, для хромоникелевого сплава ЭИ437БУ статическое разрушение, как и квазистатическое, сопровождается межзеренным распространением трещины (см. рис. 3, г, д), а усталостное — внутризеренным (см. рис. 3,е). В зоне разрушения, которая образуется при доломе образца на последнем цикле после развития трещины до критической величины, наблюдается смешанное разрушение (см. рис. 3, ж). Аналогичное изменение характера макро- и микроразрушения при переходе от одних участков предельных кривых малоцикловой усталости к другим четко прослеживается и для других сплавов. [c.138]

С целью установления особенностей микромеханизма усталостной трещины после различных режимов термообработки выполнен фрактографический анализ поверхности изломов, который показал, что характер изломов и механизм развития усталостной трещины во всех случаях в основных чертах сходны с описанными в литературе [12, 13]. Трещина зарождается практически одновременно по всей внутренней окружности надреза из множества центров, которые, сливаясь, образуют сплошной концентрический фронт. Вначале она развивается в близко расположенных параллельных плоскостях, постепенно соединяемых поперечной деформацией, благодаря чему на поверхности образуются гребни, идущие в радиальном направлении (рис 3, а) В дальнейшем гребни постепенно исчезают, хотя хаотическая общая неровность разрушения постепенно возрастает. По-видимому, возникновение этих неровностей отражает развитие трещины в неоднородной структуре. С увеличением напряженности в вершине трещины в возрастающей стапени появляются усталостные бороздки довольно регулярного характера. Эти бороздки не всегда перпендикулярны к макронаправлению усталостной трещины и меняют направление, очевидно, в соответствии с ориентировкой зерен (рис. 3, б). Шаг между бороздками в каждом зерне неодинаков и только среднее его значение примерно совпадает с продвижением трещины за цикл, подсчитанным по скорости усталостной трещины, определенной по ширине макрокольца, образованного при ступенчатом нагружении. [c.182]

Рост уста.тостных трещин при малоцикловом нагружении в условиях повышенных температур может происходить по механизмам, существенно отличающимся от механизма их роста при нормальной или невысокой температурах. При этом может изменяться не только микромеханизм роста трещины (изменение траектории трещины по отношению к структурным составляющим), но и макромеханизм ее роста (изменение траектории роста трещины независимо от особенностей структуры). [c.293]

В истории нагружения многих деталей машин, кроме низких амплитуд нагружения, имеет место высокая перегрузка до области малоцикловой усталости, причем число циклов перегрузок может достигать нескольких десятков тысяч. С точки зрения микромеханизма повреждения происходит взаимодействие между многоцикловым усталостным процессом, для которого характерна концентрация переменных деформаций в отдельных микрообластях, и процессом циклических деформаций в макрообластях металла, намного превы- [c.349]

Меланиэм хрупкого разрушения подробно обсуждается в книге Касаткин Б. С., Структура и микромеханизм хрупкого разрушения стали. Техника , Киев, 1964. [c.258]

Изучение характера излома позволило установить, что зафиксированное при повышенных температурах разупрочнение состаренной под напряжением стали 12ХГНМФ обусловлено зернограничным пустотообразованием у границ выделений, а перегиб на кривой температурной зависимости предела прочности связан с изменением микромеханизма вязкого разрушения от транс- к межзеренному (рис. 3 в, г) [6]. [c.106]

Структура металла вследствие граничного микроиндукционного эффекта нарушает однородность потока, вызывая образование микрообластей его концентрации и рассеяния соответственно различиям в магнитной проницаемости элементов структуры. Именно этот процесс определяет микромеханизм скин-эффекта, не изменяя конечного макроскопического результата как эффекта вытеснения тока. [c.208]

Отметим кратко лишь одно интересное заключение, вытекающее из рассмотрения микромеханизма теплопродукции при скин-эффекте. Совместный результат граничного микроиндукционного и микроем-костного эффектов для микротрещин заключается в значительном увеличении выделения тепла на их стенках по сравнению с окружающей средой. Это явление должно приводить в такого рода условиях одностороннего Теплового расширения к закрытию микро трещин, которое, как можно показать, для узких трещин течет в виде термопластического необратимого процесса. Ясно,что закрытие микротрещин не может не сказаться на прочности металла. [c.209]

П. к. определяется микромеханизмами элементарных актов пластич. деформации и упрочнения, а также закономерностями эволюции дефектной структуры в ходе продолжающегося нагружения. Обычно в кристаллах одновременно действуют неск. микромеханизмов пластич. деформации. Вклад их неравноценен и в зависимости от того, какой из них преобладает, П. к. подразделяют на дислокационную, деформац. двойни-кования, пластичность превращения, межзёренную, диффузионную и краудионную. [c.632]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...