Д-структура ячеистая дислокационная

Для процесса возникновения и эволюции ячеистой дислокационной субструктуры характерны следующие закономерности [211, 242, 320, 357]. Образование ячеистой структуры происходит, начиная с некоторой критической деформации. Для описания ячеистой структуры обычно используют такие параметры средний размер ячейки, распределение ячеек по размерам, ширина стенок ячейки, разориентация соседних ячеек, плотность дислокаций в стенках ячеек и в объеме. Все указанные величины изменяются с ростом пластической деформации. С повышением пластической деформации еР диаметр ячеек d уменьшается, пока не достигает некоторого предельного значения — обычно 0,25—3 мкм. Все остальные перечисленные параметры ячеистой структуры, интенсивно изменяясь с ростом на начальных этапах деформирования ячеек, при дальнейшем деформировании стабилизируются и приближаются к некоторым характерным значениям стабилизируются плотность дислокаций в границах ячеек, толщина стенок ячеек и дисперсия функции их распределения по размерам. Поэтому увеличение напряжений, необходимых для распространения микротрещин через границы ячеистой структуры, по всей видимости, в первую очередь обусловлено уменьшением размера ячеек. В изложенной ниже модели принято, что плотность дислокаций в стенках ячеек постоянна, а увеличение общей плотности дислокаций, обусловленное пластической деформацией, приводит к образованию новых границ и тем самым к уменьшению диаметра ячеек. [c.78]

Будучи закрепленной на концах перетяжки, дислокация выгибается, а длина перетяжки увеличивается на стадии 7 (рис. 39,г). Движение дислокации и пластическая деформация по новой плоскости (111) могут быть облегчены, так как открываются возможности при образовании петли (см. рис. 39, г) для генерации источника Франка-Рида. Различие в ширине расщепленных дислокаций и соответственно в склонности к поперечному скольжению у разных металлов и сплавов играет очень важную роль в формировании дислокационной структуры (ячеистой структуры, см. гл. III) при деформации и в особенности структурных изменений при последующих возврате и рекристаллизации. [c.76]

Схематически наиболее вероятный процесс формирования центров рекристаллизации при наличии до отжига ячеистой дислокационной структуры можно разбить на три этапа. [c.318]

В третьей главе приведен обзор по деформационному упрочнению поликристал-лических ОЦК-металлов. Логическим центром данной главы и, может быть, всей книги является раздел о структурном обосновании перестройки кривых нагружения в координатах 5 — V"е (истинное напряжение— истинная деформация в степени 0,5), которая представляет эффективный метод исследования закономерностей деформационного упрочнения в зависимости от самых различных внутренних и внешних факторов. Именно данный метод позволил связать воедино все этапы пластической деформации, выстроив в одну цепочку предел упругости, критические деформации начала и конца образования ячеистой дислокационной структуры, ее начальный размер и закон дальнейшего изменения. В конечном счете, даже условие перехода к разрушению (пластическому) также определяется коэффициентом деформационного упрочнения. [c.4]

Рис. 4,13. Ячеистая дислокационная структура молибдена (X 10 000)

Рис. 4.14. Температурная зависимость размера ячеистой дислокационной структуры в молибдене при повторном деформировании. (Числа показывают степень повторной деформации [371]).

Необходимость многократного воздействия для зарождения и развития трещины с последующим отделением материала следует и из механизмов образования частиц изнашивания, рассматриваемых в [148]. Еще более веским доказательством протекания усталостных процессов на контакте в смысле многократности воздействия является привлечение к рассмотрению изменений материала, обусловленных предварительной механической обработкой поверхности и вносимых в нижележащие слои процессами, протекающими непосредственно в активном слое [53]. Выявление ячеистой дислокационной структуры в поверхностных слоях при трении, аналогичной той, которая имеет место при объемной усталости [160],— другой аспект проблемы, позволяющий предполагать общность механизма разрушения при фрикционной и объемной усталости. [c.105]

Односторонняя перегрузка в области предела текучести повысила плотность дислокаций и активировала большое количество систем скольжения. При одном и десяти перегрузочных циклах были замечены первые признаки образования ячеистой дислокационной структуры, которая полностью проявилась только при 100 перегрузочных циклах. Главной причиной понижения средней долговечности и развития пластической деформации в многоцикловой области при перегрузке уже от самых первых циклов нагружения, очевидно, является воздействие на дислокационную структуру поверхностных зерен. Здесь параллельно с развитием ячеистой структуры [c.352]

Интересно рассмотреть ускорение развития ячеистой дислокационной структуры образца, подверженного перегрузке в области предела текуче ти после многоциклового нагружения. В этом случае наблюдались значительные дислокационные ячейки при десяти перегрузочных цик,пах с последующим многоцикловым нагружением 10 тысячами циклов. [c.353]

На первом участке наблюдается облегченное скольжение, при котором упрочнение металла незначительно. Протяженность этого участка зависит от ориентировки кристалла относительно приложенного напряжения, температуры, скорости деформации и чистоты металла. С ростом степени деформации происходит переход к множественному скольжению, наблюдается движение дислокаций в пересекающихся плоскостях с образованием дополнительных препятствий и барьеров на пути движения дислокаций. Коэффициент упрочнения в начале II стадии (см. рис. 1) резко возрастает и достигает максимума (области линейного упрочнения). По мере повышения плотности дислокаций и роста числа их образований в металле интенсивно развивается ячеистая дислокационная структура в кристаллах наблюдаются короткие полосы скольжения и образования плоских скоплений дислокаций. [c.9]

Для термической усталости характерно значительное увеличение плотности дислокаций в начальный период испытаний (10— 15% jVp) и образование ячеистой дислокационной структуры в конечный период. С другой стороны, с увеличением максимальной температуры цикла и времени выдержки при ней, т. е. факторов, обусловливающих диффузионные явления свойственные ползучести, начинает образовываться полигональная структура с очищением тела блоков от дислокаций. При термической усталости эти процессы протекают быстрее чем при ползучести [39]. [c.119]

При завершении формирования ячеистой дислокационной структуры и ее совершенствования (или на фоне совершенствования) при пластической деформации в металлах начинает действовать дополнительный механизм деформации — ротационный (рис. 1.4,д). Его суть состоит в том, что микрообъемы металла, включающие десятки или сотни дислокационных ячеек, совершают совместный разворот относительно какой-либо оси [6, 11]. Объем металла разбивается на фрагменты, а процесс ротационной пластичности напоминает образование складок, например на тканях, рис. 1.5. [c.36]

Особого внимания заслуживают вопросы, связанные с устойчивостью дислокационных субструктур, в частности регулярной равноосной структуры (ячеистой, фрагментированной и др.) в поле внешних воздействий, а также вопросы, касающиеся механизмов перехода от одной регулярной субструктуры к другой [150]. [c.91]

Фрагментированная структура деформируемого кристалла, заполняя его объем, вместе с тем претерпевает следующие изменения [140] границы фрагментов сужаются, становясь прямолинейными плотность дислокаций как внутри фрагментов, так и в среднем по всему кристаллу снижается до значений, характерных для отожженного кристалла фрагменты вытягиваются или сжимаются в направлении главных осей деформации, при этом их поперечные размеры (0,2—0,3 мкм) меняются незначительно по сравнению с. относительным изменением размеров деформируемого образца. (В целом характер изменения кривых распределения поперечных размеров фрагментов во фрагментированных структурах аналогичен изменению распределения по размерам ячеек в ячеистых дислокационных структурах [140].) [c.100]

Как отмечалось ранее, в пластически деформируемых кристаллах в широком интервале температур и деформаций с удалением от термодинамического равновесия наблюдается образование субструктур дефектов, например, ячеистой дислокационной структуры на II—стадиях упрочнения. В целом ПД кристаллов, контролируемая, в частности, кинетикой популяций дефектов, является эволюционным процессом [171]. Следует отметить, что понятие эволюции весьма общее. "Поскольку ни в физических, ни даже в биологических системах не заложено внутреннее стремление к самоорганизации, далеко не каждый эволюционный процесс подразумевает самоорганизацию (например, эволюция к равновесному состоянию в физике, деградация в результате неблагоприятных мутаций в биологии). Таким образом, самоорганизация — лишь один из возможных [c.102]

В работах Малыгина [201—203] развита последовательная теория ячеистых дислокационных структур, образующихся в ГЦК-металлах как на стадии легкого скольжения, так и на второй-третьей стадиях деформационного упрочнения, т.е. в условиях множественного скольжения. Выделяются следующие стадии формирования ячеистой структуры образование сплетений и жгутов дислокаций при одиночном скольжении возникновение дислокационных клубков и стенок на второй и замкнутых дислокационных ячеек на третьей стадиях деформационного упрочнения металлов с ГЦК-решеткой. [c.112]

Рис. 78. Формирование ячеистой дислокационной структуры в поликристалле [205]

Стабилизирующая полигонизация представляет собой формирование субзерен, разделенных плоскими дислокационными стенками (рис. 5.12). Стенки малоподвижны и весьма устойчивы, при дальнейшем нагреве они сохраняются почти до температур плавления металлов. После формирования субзеренной структуры рекристаллизации не происходит. Стабилизирующая полигонизация развивается лишь при определенных условиях отсутствие ячеистой дислокационной структуры, избыток краевых дислокаций одного знака и др. Такие условия выполняются в монокристаллах и крупнозернистых поликристаллах после небольших пластических деформаций. В подобных материалах результаты перераспределения дислокаций существенно зависят от температуры отжига. При сравнительно высоких температурах нагрева (выше 0,35 Гпл) вместо полигонизации развивается первичная рекристаллизация. Если стабилизирующая полигонизация успешно завершилась после отжига при (0,3 — 0,35)Гпл, то при дальнейшем нагреве даже при более высокой температуре рекристаллизация не развивается. [c.134]

ВТМО обеспечивает меньшее упрочнение (ств < 2400 МПа), но более высокие пластичность и вязкость. Она уменьшает также чувствительность к трещине (ii i возрастает на 20 - 50 %), снижает порог хладноломкости, повышает сопротивление усталости и затрудняет разупрочнение при отпуске, что связано с устойчивостью ячеистых дислокационных структур мартенсита. Особенно эффективна ВТМО для чистого вакуу-мированного металла. Кроме того, ВТМО более технологична, так как аустенит выше точки Аз пластичен и стабилен. При деформации не требуются большие степени обжатия предельное упрочнение достигается при деформации на 20 - 40 %. Для ВТМО пригодны любые конструкционные стали. [c.269]

Рассмотрим усталостное разрушение зерна поликристалли-ческого ОЦК металла. При периодическом нагружении процесс усталостного разрушения зерна можно подразделить на три стадии 1) зарождение микротрещин по границам и в теле фрагментированной (или ячеистой) дислокационной структуры, возникающей в процессе циклического деформирования 2) стабильный рост микротрещин за счет эмиссии дислокаций из их вершин 3) образование разрушения в масштабе зерна при нестабильном росте микротрещин. [c.137]

Полезную информацию дает изучение особенностей ячеистой дислокационной структуры деформированных металлов п сплавов и субзеренной структуры, полигонизованыых и рекристаллизованных металлов, в том числе для разных текстурных компонент. Можно наблюдать и фиксировать на кинопленку перераспределение дислокаций при нагревании и деформировании фольги непосредственно в электронном микроскопе. [c.99]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

При низкотемпературной пластической деформации, когда полигонизационные процессы затруднены, пространство между возникшими на ранних стадиях пластической деформации сплетениями быстро заполняется дислокациями, причем с понижением температуры однородность такого распределения нарастает. Дальнейшая пластическая деформация сопровождается исключительно высокой концентрацией точечных дефектов благодаря пересечению движущихся дислокаций с дислокациями леса высокой плотности (Л/д= 10 —10 м ) и образованию значительного количества порогов, порождающих при дальнейшем перемещении дислокаций вакансии и межузельные атомы. После низкотемпературной деформации всего лишь на 10% концентрация точечных дефектов возрастает до 10 —10 ° см т. е. nlN= = (10 —10 " ). Таким образом, достигается концентрация, равная концентрации вакансий Ю"" при температуре плавления. Рост концентрации точечных дефектов и особенно вакансий приводит к увеличению объема при пластической деформации на величину до 0,25%. Процессу образования разориентированной ячеистой структуры в области низких температур (0,2—0,3) Гпл способствует хаотическое распределение дислокаций высокой плотности, приводящее к возникновению точечных дефектов. Увеличение точечных дефектов способствует переползанию краевых дислокаций и, следовательно, как и при полигонизации с развитым неконсервативным движением дислокаций, возможно образование разориентированной ячеистой структуры. При этом пластическая деформация при низкой температуре сопровождается уменьшением размеров ячейки в направлении деформирующего усилия и ее увеличением в направлении вытяжки при прокатке, прессовании, волочении. В связи с этим возникает слоистая ячеистая структура. Особенностью дислокационного строения такой структуры является то, что плотность дислокаций внутри таких ячеек сущ ественно не изменяется, т. е. дислокации, вызывающие изменение формы слоистой ячейки, выходят на ее поверхность или поверхность зерна. [c.254]

Слабой стороной данной теории считалось то, что результаты электронно-микроскопических исследований не всегда подтверждают наличие плоских скоплений в металлах, особенно в ОЦК-металлах. Более поздние наблюдения таких скоплений в вольфраме [104], хроме [105], сплаве Сг + 26 % Со [106] и других металлах позволили снять часть критических замечаний, но некоторые все же остались. Например, надо ответить на принципиальный вопрос почему уравнение Петча — Холла выполняется при больших степенях деформации [26], при которых заведомо сущеетвует уже ячеистая дислокационная структура, исключающая какие-либо плоские скопления. Кроме того, совершенно непонятен механизм, с помощью которого произведение 2г может обеспечить постоянство параметра /Су. [c.51]

Формирование ячеистых дислокационных структур при деформации характерно, по-видимому, для всех металлов при определенных условиях испытания, среди которых основными являются температура и степень деформации, а также скорость деформации и схема напряженного состояния [9]. Хольт [276], используя математический аппарат, развитый для анализа спинодального распада пересыщенных твердых растворов, впервые показал, что движущей силой перестройки, вызывающей образование модулированной структуры, является уменьшение общей упругой энергии системы за счет взаимодействия дислокаций противоположного знака. Конечным результатом такой перестройки является формирование ячеистой структуры с размером ячейки [c.120]

Важным следствием обработки кривых нагружения в координатах 5 — является возможность экспрессного построения диаграмм структурных состояний материала [328]. Как показано на рис. 3.29 на примере сплава МТА, для этого необходимо на перестроенных кривых упрочнения 5 — соединить точки перегибов, соответствующих критическим деформациям вх и щ, при которых происходит изменение коэффициентов параболического деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Таким образо.м, мы фактически получаем диаграмму структурных состояний сплава МТА (рис. 3.29). На рнс. 3.30 представлены в координатах деформация — температура диаграммы структурных состояний сплава МТА, а также однофазного сплава МЧВП с размером зерна 40 и 100 мкм. Диаграммы ограничены (из условий получения [328]) кривой температурной зависимости однородной деформации и включают три области / — относительно однородного распределения дислокаций // — сплетений, клубков дислокаций и /// — ячеистой дислокационной структуры. Области на диаграмме разделены линиями температурной зависимости критических деформаций и ба, которые являются верхней границей равномерного распределения дислокаций и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Температурный ход этих кривых может быть объяснен [345] исходя [c.148]

Как было показано выше, типичным механизмом разрушения однофазных ОЦК-металлов является механизм скачкообразного подрастания докритической трещины, который не наблюдается в дисперсно-упрочненных материалах. Основной причиной, объясняющей отсутствие этого механизма, наряду с легкостью развития межзеренного разрушения, является легкость зарождения пор. Поры, как уже указывалось ранее, образуются в результате разрушения хрупких частиц и их межфазных границ. Так, если в однофазном молибдене МТ образование пор начинается лишь при 20—30 % пластической деформации [387], когда в области шейки образуется ячеистая дислокационная структура, то в дисперсноупрочненных сплавах микротрещины, т. е. зародыши пор, образуются либо еще в области упругой деформации, либо уже при 3—5 % пластической деформации. [c.210]

Характеризовать эволюцию системы между двумя точками бифуркации без учета возрастающей роли обязательно возникающего нового альтернативного механизма поглощения энергии невозможно в полной мере. Если, например, рассматривать изменение ячеистой дислокационной структуры без з ета механизмов создания большеугловых границ, то возникает неопределенность в последующей эволюции системы при переходе через критическую точку. Необходимо вводить в рассмотрение параметры, соответствующие нарастанию новых альтернативных механизмов поглощения энергии в открытой системе. Применительно к процессу распространения усталостной трещины нарушение принципа однозначного соответствия происходит при переходе от одной фор- [c.124]

Зависимость размеров ячеистой дислокационной структуры от уровня пластической деформации была подвергнута анализу в исследованиях нержавеющей стали AISI 304 [44]. В области температур 482-650 С были исследованы уровни полной деформации в интервале 0,5-20 % с треугольной формой цикла, также с введением выдержки при нагрузке в течение 10, 60, 180 и 600 мин. Размер ячеек уменьшался по мере возрастания уровня деформации, что соответствовало уменьшению долговечности. Переход от треугольной формы цикла к трапецеидальной форме незначительно увеличивал размер ячеек, хотя происходило существенное снижение долговечности. Вместе с тем, если использовать время в качестве характеристики длительности накопления повреждений до разрушения, то оказывается, что длительность нафужения с выдержкой была существенно большей, чем при треугольной форме. Поэтому следует считать, что в общем виде размер ячеек определяется единым соотношением для фиксированной скорости деформации. Применительно к исследованным условиям в рассматриваемой работе было установлено [c.250]

Интересно отметить, что формирование ячеистой дислокационной структуры в поверхностных слоях наблюдается и при объемной усталости, причем имеется тенденция к уменьшению величины ячеек при увеличении амплитуды деформации. В табл. 12 в качестве примера нредставлены значения размеров ячеек дислокационной структуры для железа в зависимости от амплитуды деформации [83]. [c.102]

Приведенный размер ячеек, соответствуюш ий области малоцикловой усталости для железа, близок к тому размеру, который зафиксирован в [160] для трения скольжения стали при возвратнопоступательном движении. Таким образом, имеются общие черты, характеризующие разрушение при объемном и поверхностном нагружении многократное циклическое воздействие, формирование ячеистой дислокационной структуры и близость размеров ячеек. Все это дает основание предполагать общность механизма разрушения и рассматривать образование частид износа [160] как усталостный процесс. Кроме того, выявляется возможность по размеру ячеек судить о действительных напряжениях, которым подвергается материал в местах фактического контакта при трении. [c.102]

При варианте 1Б величина о = о , а е = е . Отличается этот вариант от предыдущего процессом формирования дислокационной структуры при пониженном уровне термоциклических деформаций. Причем наиболее характерным дислокационным механизмом в данном случае можно считать механизм образования структуры ячеистого или клубкового типа. [c.55]

Как указывалось ранее, в результате полиморфного превращения в а-железе возникает (ячеистая) дислокационная структура. В работе [183] реытгеноструктурно и электронномикроскопически было показано, что в результате повторных аллотропических превращений в моно- и поликристаллах железа возрастает плотность дислокаций и образуется сложная субструктура. Число циклов, необходимое для достижения такого состояния, зависит от исходной дислокационной структуры. В поликристалле субструктура получается более сложной, чем в монокристалле. Еще более сложная субструктура получается, если цнклиро-ванию подвергать не отожженный, а деформированный материал (рис. 91). Это объясняется как более высокой исходной плотностью дислокаций, так и большим числом центров превращения (возможностью зарождения на границах и субграницах). Таким образом, исходная дислокационная структура а-фазы влияет на конечную структуру феррита, несмотря на многократные переходы что свидетельствует о наличии эффекта памяти . [c.212]

В работах Засимчук и Исайчева [151, 152] предприняты попытки проанализировать процесс разрушения ячеистой дислокационной структуры с позиций нелинейной термодинамики. В связи с этим рассматривается эволюция равноосной ячеистой структуры с характерными тонкими и четкими границами ячеек размером 0,5- мкм (рис. 65,а), сформированной в поликристаллическом вольфраме чистотой 99,96% при прокатке с заданной степенью обжатия е = 3,9 [152]. Последовательное увеличение степени обжатия (е = 4,2 5,3 5,7 6,2) вызывает соответственно разрушение однонаправленных субграниц и появление участков локализации ПД (рис. 65, б) выгибание в направлении прокатки следов рассыпавшихся границ "ряби" (рис. 65, в) закручивание некоторых неразрушенных ячеек [c.91]

Деформационное упрочнение металлов обусловливается сложными коллективными процессами, включающими формирование диссипативных структур в виде пространственно-неоднородных стационарных состояний. Образование ячеистой структуры как первой из структур неустойчивого пластического течения характерно для ПД в диапазоне низких и умеренных температур (Т/Т = 0,1 0,07) [139, 195—197]. С технологической точки зрения, для получения достаточно пластичных сплавов среди прочих факторов благоприятна ячеистая дислокационная структура [168]. Так, в экспериментах "in situ" при растяжении тонкой бериллиевой фольги [197] наблюдали, что продвижение трещины происходит за счет образования микронор по границам ячеек. Притяжение дислокаций, составляющих стенки ячеек, к поверхности трещины существенно уменьшает энергию системы и затрудняет продвижение трещины. [c.111]

Различают предрекристаллизационную и стабилизирующую полиго-низацию. Предрекристаллизационная полигонизация развивается в наклепанных металлах с ячеистой дислокационной структурой. Дислокационные стенки при нагреве уплотняются и ячейки превращаются в субзерна. [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...