Зарождения и роста процессы

Преодоление указанных противоречий, по всей видимости, возможно при анализе процесса разрушения в конечном объеме материала (зерне) и при разделении процессов повреждения на такие три стадии, как зарождение и стабильный рост микротрещин в зерне, а также их объединение (в масштабе зерна) при нестабильном развитии. Тогда несовпадение зон максимального повреждения и развития разрушения становится понятным, так как совсем не обязательно, чтобы зона зарождения и роста микротрещин (зерно) совпадала с поверхностью их объединения (ниже процесс разделения зон повреждения и разрушения рассмотрен подробнее). [c.137]

В процессе пластического деформирования происходит перманентное зарождение пор. Параллельно с указанным процессом наблюдается рост пор. Для адекватного прогнозирования Sf необходимо учитывать, что зарождение и рост пор происходит одновременно в процессе пластического деформирования. В большинстве случаев зарождение пор можно однозначно связать с пластической деформацией, независимо, происходит ли [c.147]

MOB, что затрудняет присоединение атомов друг к другу в процессе образования зародышей критического размера. Таким образом, зависимость скорости образования зародышей от степени переохлаждения будет иметь максимум. С повышением температуры при нагреве выше Гр подвижность атомов будет возрастать, что обусловливает монотонное нарастание скорости образования зародышей с увеличением степени перегрева. Рост новой фазы происходит за счет исходной путем относительно медленной миграции межфазной границы в результате последовательного перехода атомов через эту границу. Изменение составляющих энергии при росте фазы, аналогичное ее изменениям при образовании зародышей, также обусловливает зависимость скорости линейного роста от степени переохлаждения, имеющ,ую максимум. При этом максимум скорости линейного роста сдвинут в сторону меньших переохлаждений по сравнению с максимумом скорости образования зародышей. При данной постоянной температуре процесс протекает изотермически и относительный объем образующейся новой фазы V увеличивается со временем. Общая скорость фазового превращения определяется суммой скоростей зарождения и роста новой фазы (рис. 13.3). [c.494]

Важным вопросом является зарождение и рост трещин, являющихся причиной хрупкого разрушения. Трещины могут возникать в процессе получения твердого тела и особенно при его механической обработке. Существует несколько возможных механизмов зарождения трещин при приложении к твердому телу механического напряжения. [c.139]

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕКСТУРЫ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ. Изменение текстуры в процессе рекристаллизации, тем более неоднократное, связано, как правило, с одновременным действием ориентированных зарождения и роста при превалирующей роли какого-то из этих процессов или только с ориентированным ростом. [c.410]

В этом случае большое значение имеет поверхностное натяжение, которое препятствует зарождению и росту малых зародышей новой фазы, т. е. делает эти процессы термодинамически (а следовательно, и энергетически) до некоторого предела невыгодными. В результате фазовый переход задерживается , и исходная фаза оказывается за границей равновесного фазового превращения, т. е. в метастабильном состоянии. [c.209]

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настоящее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что независимо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (или врожденные, или возникшие в процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещинам и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а исследование закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.325]

Рис. 8.5. Процессы зарождения и роста покрытий при ионно-плазменной обработке

Различают рекристаллизацию 1) обработки 2) собирательную 3) вторичную. Рекристаллизация обработки заключается в зарождении и росте новых зерен на базе старых деформированных зерен структуры. Этот процесс соответствует участку bed на рис. 63, б. В температурном интервале Ьс возникают единичные новые зерна, а в интервале d процесс заканчивается образованием большого числа мелких равноосных зерен. Зародыш рекристаллизованного зерна возникает в результате диффузии небольшой группы атомов в наиболее деформированных объемах и на границах зерен струк- [c.84]

При повышенном давлении (как и при атмосферном) роль переохлаждения является ведущей в процессах зарождения и роста новой фазы. Увеличению переохлаждения способствуют значительное ускорение затвердевания расплава под давлением вследствие повышения интенсивности теплообмена между расплавом и литейной формой, плотности и теплопроводности кристаллизующегося расплава, а также вследствие возрастания энергии активации. Зависимость последней от давления имеет приближенно линейный характер [37] [c.24]

Из уравнения (23) видно, что растягивающие напряжения уменьшают работу при образовании зародышей графита, что способствует росту их количества, а сжимающие напряжения тормозят процесс зарождения и роста графита. [c.34]

После достижения критической температуры хрупкости дальнейшее увеличение температуры сопровождается увеличением работы пластической деформации, которая одновременно реализуется в процессе зарождения и роста трещины. Вязко-хрупкий переход в разрушении сопровождается сменой доминирующего механизма роста трещин. [c.82]

Для области развитой пластической деформации концепция квазиупругого разрушения материала не применима. С первого цикла нагружения образца или элемента конструкции задается определенный уровень пластической деформации, так что процесс зарождения и роста трещины протекает в условиях, когда необходимо использовать критерии упруго-пластического разрушения [85-95]. [c.244]

Противоположный критерий следует рассматривать при переходе к > 1,0 за счет возрастания второй компоненты нагружения при сохранении уровня первого главного напряжения. В этом случае усиливаются процессы скольжения при зарождении трещины, на что указывает резкое снижение долговечности, и одновременно при всех уровнях асимметрии цикла происходит зарождение трещины менее чем за 10 % от всей долговечности. Остальная часть приходится на процесс распространения трещины. В этом случае резкое возрастание величины второго главного напряжения по сравнению с компонентой Oi приводит к возрастанию уровня энергии, который связан с формированием зоны пластической деформации перед вершиной трещины. Это вызывает увеличение зоны пластической деформации и приводит к резкому снижению периода зарождения и роста трещины. [c.328]

Приведенные результаты оценок длительности процесса роста трещины, общей длительности зарождения и роста трещины, сопоставления оценок нагруженности лопаток в сечении разрушения с уровнем эквивалентного напряжения показывают, что анализируемое разрушение было реализовано в нормальных условиях эксплуатации двигателя. Разрушение лопаток имело характер МЦУ, [c.587]

Для получения общей картины процесса зарождения и роста трещин был проведен анализ излома двух лопаток с максимальной наработкой [c.618]

В области повышенных температур и пониженных напряжений разрушение при ползучести реализуется путем зарождения и роста пор. Для деталей теплоэнергооборудования этот вид разрушения представляет наибольший интерес. Рассмотрим особенности зарождения и роста пор в металле паропроводов и пароперегревателей из перлитных марок сталей в процессе эксплуатации. Микропоры обнаруживаются на второй стадии ползучести. Результаты исследований [9,10] показывают, что микропоры зарождаются на границах зерен, на субграницах и у карбидных частиц. Большую роль в зарождении пор играют карбидные частицы размером 0,2 мкм и выше. Около 45% обнаруженных пор зарождаются у карбидных частиц. Поры расположены весьма неравномерно, в отдельных объемах в приграничных зонах появляются скопления пор. [c.14]

При анализе структуры уравнений критериев прочности подчеркивается, что в исследуемые зависимости необходимо вводить специальные параметры, отражающие индивидуальные особенности материала. Особую роль такие коэффициенты приобретают при больших сроках службы, когда в процессе длительного воздействия температуры и внешних нагрузок могут изменяться как свойства материала, так и механизм развития процессов деформирования и зарождения и роста повреждений. Поэтому, планируя программу испытаний для оценки конструктивной жаропрочности, следует выявлять границы температурно-силовой области эксперимента, в которой сопротивление разрушению определяется физическими закономерностями, адекватными процессам, определяющим условия службы металла при длительной эксплуатации. В таких условиях обработка экспериментальных данных позволит получить правильные оценки коэффициентов как уравнении температурно-временной зависимости прочности, так и формул критериев длительной прочности. [c.145]

В поверхностно-упрочненном материале при усталостном разрушении на воздухе часто наблюдается образование подповерхностных очагов. При испытании упрочненных материалов в коррозионной среде в общем случае не наблюдается снижения долговечности по отношению к сухой усталости. Объясняют это тем, что в начальный момент разрушения, когда фактор среды сказывается наиболее сильно, параллельно идут два процесса зарождение и рост трещин при чисто усталостном механизме с образованием подповерхностного очага и зарождение на поверхности трещин коррозионного происхождения [76]. Совместное участие среды и механического фактора наблюдается лишь после соединения этих трещин, т. е. в такой стадии повреждения материала, когда основное влияние на развитие трещины оказывает механический фактор. [c.131]

В теории зарождения и роста трещины используются два критерия силовой и энергетический. Согласно первому локальное напряжение в месте зарождения микротрещины или в вершине растущей трещины должно превосходить напряжение теоретической прочности. По энергетическому критерию процесс зарождения трещины должен быть энергетически выгодным. [c.15]

Металловеды и кристаллофизики затратили наибольшие усилия для раскрытия тайн процессов зарождения и роста кристаллов. Весомый вклад в разработку теории твердофазной кристаллизации внесли [c.102]

Отмеченные выше общие феноменологические закономерности подсказывают, что объяснение различных типов поведения должно быть связано с влиянием оксидных пленок (окалин) и других обусловленных коррозией микроструктурных и химических изменений на процессы горячей пластической деформации, зарождения и роста трещин в материалах. В двух последующих разделах будут изложены краткие сведения по образованию оксидных пленок и влиянию окалины и других микроструктурных и химических изменений материала в высокотемпературной среде на его механические свойства. При этом, кроме информации о ползучести и разрушении, будут использованы данные и из других областей. Вслед за этими разделами будет проведено заключительное обсуждение, объясняющее и обобщающее известные факты, а также намечающее проблемы для дальнейших исследований. [c.18]

Среда имеет особенно большое влияние на процесс зарождения и рост субкритических трещин в высокопрочных алюминиевых сплавах. Измеренные до настоящего времени скорости роста тре- [c.188]

ПЫХ данных (4, 31, 56—611 позволяет предположить, что вторичный подъем распухания с ростом температуры облучения может быть обусловлен потерей термодинамической устойчивости исходной структуры, а также возрастанием влияния окружающей среды и предварительно введенных или генерируемых в процессе облучения газов, в частности гелия, на зарождение и рост пор. [c.129]

Было показано, что не только, в жидких расплавах, но и при превращении в твердом состоянии новая форма образуется путем зарождения и роста кристаллов скорость этих процессов зависит от переохлаждения. В отличие от кристаллизации из жидкости процесс превращения в твердом состоянии (перекристаллизация) обычно протекает при сильном переохлаждении, и таммановская зависимость с. к. и ч. ц. для этого случая даже более приемлема, чем для случая первичной кристаллизации. [c.49]

Зарождение и рост пор на границах зерен обеспечиваются двумя процессами зернограничной диффузией и пластической деформацией, причем их соотношение существенно изменяется при изменении скорости деформирования [296, 382]. При уменьшении I относительный вклад диффузионных процессов увеличивается, поэтому при деформировании с двумя различными скоростями и I2 (El < Е2) скорость накопления повреждений, которую можно выразить параметром dSlde S — площадь пор на единичной площади грани зерна), будет больше при = Ei [c.154]

Будем рассматривать межзеренное разрушение материала, происходящее путем накопления кавитационяых повреждений. На основе имеющихся экспериментальных данных [199, 240, 256, 304—306, 334, 341, 392, 394] следует принять, что развитие указанных повреждений определяется непрерывным зарождением и ростом пор по границам зерен в процессе деформирования материала. Образование макроразрушения (разрушения в масштабе, большем либо порядка размера зерна поликристал-лического материала) обусловлено объеединением микропор. В качестве критерия объединения пор, т. е. критерия образования макроразрушения, будем использовать критерий, основан- [c.155]

Выполненный анализ зарождения и роста пор позволяет сформировать подход к рассмотрению кавитационного межзе-ренного разрушения в случае интенсификации развития повреждения теми или иными факторами, в частности агрессивной средой. Известно, что влияние агрессивной среды может проявляться в виде двух основных процессов. Первый обусловлен непосредственным взаимодействием среды с металлом и разрушением продуктов взаимодействия под действием напряжений. Второй процесс связан с переносом к границам зерен различных элементов среды (например, кислорода, водорода и др.), ускоряющих тем или иным способом межзереннсе разрушение материала. Для объяснения этого нетрадиционного механизма влияния среды на характеристики разрушения предложены различные модели [240, 286, 306, 329, 334, 424]. В частности, охрупчивающее влияние кислорода может быть связано с ограничением подвижности границ зерен и увеличением их проскальзывания, приводящего к росту межзеренных повреждений [240]. Рассматривался также клиновой эффект, возникающий [c.166]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Увеличение в ходе отжига доли рекристаллизованного материала происходит за счет двух процессов — зарождения и роста зародышей. Скорость этих процессов соответственно описывается с помощью двух параметров скорости зарожде- [c.330]

ТЕМПЕРАТУРА И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ НАГРЕВА. Зарождение и рост центров рекристаллизации являются термически активируемыми процессами. Для данной степени деформации зависимость Я и G от температуры описывается уравнениями Аррениуса N = Noexp —QnI JRT)-, G = Goexp —Qo RT), где и Qo — соответственно эффективные энергии активации процессов зарождения и роста центров. [c.338]

Л аксимальное переохлаждение у некоторых металлов может достигать 300 К и более (А7, ах 0,2Гпл). Дислокации приводят к увеличению свободной энергии кристалла и поэтому могут оказывать влияние на процесс кристаллизации. Так как дислокации образуются в процессе зарождения и роста кристалла (очевидно, вследствие значительных температурных градиентов, а также вследствие напряжений, вызванных примесями), то они оказывают влияние также и на размеры зародыша кристаллической фазы. [c.391]

Во всех случаях слой образуется в два этапа зарождение и рост зародышей. Из N случайных частиц Na остаются закрепленными на подложке, адгезия остальных частиц не происходит. Коэффициент сцепления оценивается величиной а . Можно оценить критическую температуру, при которой происходит сцепление (Тс). Если Т > Т , то я=г 0. Чем типы кристаллических решеток пленки и подложки ближе, тем больше величина Т . Необходимо создавать такие условия нанесения пленок (путем подбора температуры процесса для заданного типа частиц и материала подложки, давления), чтобы образующийся тонкий монокристаллический эпитаксиальный слой являлся продолжением кристаллической решетки подложки (изоэпитаксия) В том случае, если кристаллические решетки слоя и подложки различны, возникает гетероэпитаксия. С увеличением температуры подложки переход атомов в состояние хемосорбции облегчается, отчего происходит большее сцепление слоя с подложкой. [c.287]

С углублением знаний в области фрактогра-фии, введением новых методов анализа изломов, увеличением номенклатуры конструкционных материалов выявляются новые параметры рельефа излома и углубляются представления о связи морфологии рельефа с механизмами их формирования. Так, например, введены новые представления о процессе ротационной пластической деформации [21-23] и разработан новый подход к количественному описанию параметров рельефа изломов на основе определения их фрактальной размерности [24-26]. Наконец, используется туннельный микроскоп в анализе рельефа излома, что обеспечивает получение информации на микроуровне с разрешением на уровне межатомного расстояния [27]. Все это требует использования в анализе эксплуатационных разрушений не только новых представлений о развитии треш ин, но и подразумевает уточнение уже сформированных подходов к оценке причин зарождения и роста трещин. [c.81]

Вязкий разрыв происходит в результате зарождения и роста пор. Такие неоднородности, как включения, твердые частицы и перлитные участки в сталях, являются преимущественными местами зарождения пор и от них зависит наблюдаемая связь между пластичностью и микроструктурой. Процесс разрыва при растяжении можно разделить на три стадии а) возникновение пор, б) рост пор и в) слияние пор. Первая стадия процесса была рассмотрена в предыдущем разделе. Расширение и слияние полостей перед разрушением наблюдались во многих металлах, включая медные сплавы [72], алюминиевые сплавы [43] и стали [И, 71]. Вязкий разрыв приводит к волокнистой поверхности разрушения, характеризуемой ямками, геометрия которых зависит от вида деформации [9, 69]. Как показано на рис. 7, ямки часто содержат включение или осажденную фазу [71, 72, 34]. Размер пор связан со средними расстояниями между включениями [10] или с их размером [34], хотя с необходимостью не следует взаимнооднозначное соответствие между ними, так как в процессе разрушения не всегда все частицы разрушаются или разделяются. [c.73]

Значительная часть теплосилового оборудования работает при повышенных температурах под действием умеренных напряжений. В этих условиях в материале таких конструкций развиваются процессы ползучести. В зависимости от скорости развития процессов ползучести происходит зарождение и рост несплош-ностей и разрушение деталей. Морфология разрушения материала определяется теми же процессами, которые контролируют скорость ползучести. В зависимости от температурно-силовых факторов эти процессы могут быть различными и соответственно различной будет морфология разрушения. Поэтому исследование характера разрушения позволяет оценивать области температур и напряжений, приводящих к разрушению, а следова- [c.6]

Обработка результатов испытаний никелевых сплавов показала, что для материалов этого класса нельзя пренебрегать влиянием индивидуальных особенностей неоднородности свойств на изменение доли участия в процессе макроразрушения <Т1 и оу (постоянная А 0,5). Это можно объяснить различием влияния неоднородности свойств в микрообъемах на протекание пластической деформации и на зарождение и рост макроповреждений. Поэтому для этого класса жаропрочных сплавов следует использовать критерий типа (4.6) с = 0,9. [c.152]

Процесс, названный рекристаллизацией , на самом деле отличается от того, который обычно наблюдается при отжиге хо-лоднодеформированных металлов. Обычная рекристаллизация представляет собой зарождение и рост новых, совершенных зерен за счет деформированной матрицы, в которой в большей или меньшей мере имел место возврат. При протекании обычной рекристаллизации структура является бимодальной благодаря сосуществованию больших совершенных зерен и мелких несовершенных ячеек. Такой процесс рекристаллизации может привести к изменению как размера зерен, так и их ориентации (текстуры). В отличие от описанного выше случая в Ni, подвергнутом ИПД, возврат структуры приводит к появлению зерен с одномодальным распределением по размерам и ориентациями, близкими к ориентациям, существовавшим в деформированном образце, т. е. текстура не изменяется. Этот процесс подобен процессу, называемому рекристаллизацией ш situ и имеющему место в некоторых сталях [236]. Если по какой-либо причине (например, в результате появления выделений) миграция новых границ зерен будет затруднена, может произойти только возврат и сформируется структура, главным образом, с маленькими, но разориентированными зернами. В процессе рекристаллизации in situ текстура деформации существенным образом сохраняется. Изменение текстуры происходит лишь в процессе последующего укрупнения зерен. [c.128]

Рассмотренная теория прочности, исходящая из уравнения (1.48), описывает по существу конечную стадию разрушения, на которой в теле уже возникли трещины, способные привести к хрупкому разрушению. Не менее важными являются, однако, и начальные стадии развития процесса разрушения, на которых происходит зарождение и рост трещин до критических размеров Этот процесс протекает более или менее постепенно и для своего завершения требует определенного времени т. Это время, необходимое для развития процесса разрушения от момента нагрунГения тела до момента его разрыва, называется временной прочностью или долговечностью материала. [c.57]

Фаза S имеет форму пластинки и зарождается предпочтительно на дислокациях, как и фаза в в сплаве системы А1—Си. Она по крайней мере частично не когерентна с матрицей и имеет приблизительный состав Ab uMg. Вызывает удивление, что до сих пор нет подходящей количественной оценки процессов, имеющих место во время стандартной термомеханической обработки такого широко применяемого сплава 2024. Упрощенное качественное описание термомеханической обработки этого сплава можно представить следующим образом. При температуре нагрева перед закалкой большинство легирующих элементов переходит в твердый раствор. Однако марганцовистые соединения и другие интерметаллические частицы не растворяются. Эти частицы препятствуют движению границ зерен, способствуя образованию структуры с удлиненным зерном во время изготовления полуфабриката. Быстрое охлаждение с температуры под закалку приводит к пересыщению твердого раствора с почти равномерным распределением меди и магния в матрице. В этих условиях даже границы свободны от выделений, как показано на рис. 86. Если скорость охлаждения во время закалки меньше, чем 550 °С/с, то зарождение и рост фазы, обогащенной медью, может происходить по границам зерен с образованием при этом зон, обедненных медью, непосредственно прилегающих к границам зерен. [c.237]

Почти всегда пластическая деформация, вызванная действием внешних сил, увеличивая структурную неоднородность металла, облегчает процесс превращения. Нередко пластическая деформация исходной фазы, вызванная появлением кристалла второй фазы, облегчает зарождение и рост новых кристаллов второй фазы, так что процесс развивается автокаталитически. [c.17]

Единственный метод, позволяющий исследовать зарождение и рост пор непосредственно в процессе облучения, — облучение в высоковольтном электронном микроскопе (ВВЭМ). При этом можно исследовать динамику развития индивидуальных пор взаимосвязь дислокационной структуры, ее подвижности и развития радиационной пористости взаимосвязь распада твердого раствора в процессе облучения, выделений и развития радиационной пористости развитие пор, созданных ранее — при предварительном облучении нейтронами или ионами. [c.117]

В случае нейтронного и ионного облучения возникают каскады смещений [46]. Электронно-микроскопическое исследование многочисленных ГЦК- и ОЦК-металлов показало, что области каскада, обогащенные вакансиями, разрушаются с образованием вакансионных петель [47, 48]. Эти петли в большинстве случаев сокращаются в процессе облучения, однако при импульсном облучении периодически существует временной интервал одновременного развития вакансионных петель и пористости, что накладывает отпечаток на развитие последней. При непрерывном нейтронном или ионном облучении на некотором этапе устанавливается характерное для данных условий облучения соотношение скоростей следующих процессов зарождение вакансионных петель при разрушении вновь образующихся под воздействием облучения каскадов смещения сокращение вакансионных петель, созданных ранее, из-за преференса дислокаций по отношению к межузельным атомам зарождение и рост промежуточных дислокационных петель зарож дение и рост пор. [c.122]

К сожалению, непосредственно наблюдать зарождение пор в условиях нейтронного облучения материалов невозможно. В имитационных экспериментах, например при облучении в высоковольтном электронном микроскопе, можно следить за развитием пор с момента их проявления. Однако и в этом случае нельзя достоверно отделить зарождение пор от роста, поскольку к моменту фиксации (15—20 А) уже происходил некоторый рост пор. Работ по фиксации и идентификации пор меньшего размера при электронно-микроскопическом исследовании объектов очень мало [501. Изменение структуры повреждения (каскады, пары Френкеля) приводит к тому, что зарождение пор в условиях электронного облучения начинается и прекращается при более низкой дозе, чем в условиях нейтронного облучения. В имитационных экспериментах не имитируются также продукты ядерных превращений и сопутствующие радиационному распуханию при нейтронном облучении длительные диффузионные процессы. Следовательно, наши знания о процессах зарождения и роста пор должны быть основаны на соБОкупности результатов имитационных и реакторных экспериментов. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...