Разрушение внутризеренное

В ряде случаев в зоне излома, соответствующей стадии постепенного развития трещины, наблюдаются следы фронта разрушения в виде тонких бороздок или даже заметных на глаз кольцевых линий, ориентированных нормально к направлению распространения трещины. Эти периодически возникающие на изломе отметки могут быть ошибочно приняты за усталостные линии, и часто лишь тонкий фрактографический анализ может идентифицировать природу разрушения. Кольцевые линии наблюдались, например, на изломе детали из алюминиевого сплава системы А1—Mg—Zn, замедленно разрушившейся в эксплуатации, в основном по зонам сплавления сварных швов. Кольцевые линии выделялись более темной окраской и большей шероховатостью по сравнению с соседними участками излома. Уже по этим признакам можно предположить, что в пределах кольцевых линий материал разрушается более пластично, чем в соседних участках. В пределах кольцевых линий характер разрушения (внутризеренный с заметным участием пластической дефор-60 [c.60]

Строение изломов. Образцы всех сплавов и состояний имели шероховатый излом со смешанным характером разрушения (внутризеренное и межзеренное). Почти у всех сплавов наблюдалось расслаивание (см. рис. 4), являющееся следствием сильной склонности материала к образованию шейки и разрушению по типу сдвига. Препятствием для образования шейки является надрез, что приводит к разрушению сдвигом по отдельным плоскостям и расслаиванию. [c.171]

О ПРИЧИНАХ РАЗРУШЕНИЯ ВНУТРИЗЕРЕННОЙ ТЕКСТУРЫ ПРИ УСКОРЕННОМ НАГРЕВЕ [c.94]

Использованный здесь термин не имеет отношения к критической степени деформации, после которой в процессе отжига наблюдается бурный рост зерен. Здесь под критической понимается деформация, приводящая к разрушению внутризеренной текстуры. [c.102]

Последующая нормализация или закалка с отпуском предотвращает проявление межзеренного механизма разрушения металла околошовного участка ЗТВ, т. е. после нормализации разрушение внутризеренное квазихрупкое с развитыми гребнями пластической деформации. После закалки с отпуском разрушение также внутризеренное, преимущественно вязкое, ямочное, с наличием внутри пор неметаллических включений, глобулярных по форме. Сопоставляя электронные фрактограммы, можно отметить, что такого типа включения видны и на поверхности разрушения образцов основного металла, как закаленных, так и нормализованных с последующим отпуском, причем их наличие на поверхности разрушения образцов металла околошовного участка электрошлаковых сварных соединений свидетельствует о том, что их температура плавления превышает 1350 °С. По данным рентгеноспектрального анализа эти включения представляют собой сульфиды марганца. [c.217]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ ВЯЗКОГО ВНУТРИЗЕРЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.111]

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЯЗКОГО ВНУТРИЗЕРЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.116]

I, II И /// — области межзеренного, смешанного и внутризеренного разрушения [c.152]

Для анализа критических параметров и характера разрушения материала при длительном статическом и циклическом нагружениях целесообразно суммировать рассмотренные здесь механические и физические особенности процесса разрушения в виде схемы, приведенной на рис. 3.2, где линия 1 соответствует внутризеренному характеру разрушения по механизму, свойственному данному виду нагружения. При этом критические параметры (количество циклов до разрушения Nf при циклическом нагружении или пластическая деформация Zf при статическом нагружении) не зависят от скорости деформирования Кривая 2 соответствует межзеренному разрушению, для которого характерна чувствительность критических пара- [c.153]

Причина различной скоростной зависимости критических параметров при внутри- и межзеренном разрушении заключается в разной природе физических процессов, приводящих к накоплению меж- и внутризеренных повреждений. Как уже отмечалось, межзеренное разрушение в рассматриваемых условиях связано с зарождением, ростом и объединением пор по границам зерен. Следует подчеркнуть, что во многих работах [199, 256] разрушение по границам зерен связывается с ростом микротрещин, зародившихся в стыках трех зерен. Однако выполненные в последнее время фрактографические исследования [256] достаточно убедительно показали, что указанные механизмы не являются альтернативными в обоих случаях процесс развития повреждений является кавитационным [256, 326]. Более легкое зарождение пор в тройных стыках приводит к неоднородному развитию повреждений и формированию клиновидных микротрещин, которые в процессе роста поглощают мелкие поры, зарождающиеся по всей поверхности границ зерен [256]. Таким образом, указанная дифференциация межзеренных повреждений является достаточна условной и при описании процессов накопления повреждений на границах зерен целесообразно исходить из моделирования их кавитационными механизмами. [c.154]

Следовательно, при меньшей скорости деформирования критическое состояние материала будет достигнуто быстрее и значения макроскопических параметров разрушения Nf или ef) уменьшатся (рис. 3.2, кривая 2). При внутризеренном накоплении повреждений роль диффузионных механизмов незначи- [c.154]

Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации е/ или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик (см. гл. 2). [c.155]

Наблюдались разрушения только холодных коллекторов. Экспертиза разрушенных при эксплуатации коллекторов позволила установить, что зарождение разрушения происходило в перемычках между теплообменными трубками по межзеренному механизму с последующим его развитием по внутризеренному. [c.327]

Разрушение материалов при длительном действии нагрузки происходит по режимам вязкого (пластического) или хрупкого разрушения в зависимости от уровней приложенных нагрузок и температур. Обычно процесс разрушения, развивающийся во времени, связывают с явлением ползучести, в результате которого происходит накопление повреждений как внутризеренное, так и межзеренное. [c.176]

Если эти экспериментальные точки откладывать в логарифмических координатах, то получим кривую, которая хорошо аппроксимируется двумя отрезками прямых (рис. 8.29). Участок I этой линии соответствует вязкому разрушению при высоких уровнях нагрузок, процесс идет за счет внутризеренных скольжений и разрушение [c.177]

Е. Э. Гликман с сотрудниками [399] показал, что величины эффективной поверхностной энергии уэф при образовании и движения трещины при меж- и внутризеренном разрушении существенно отличаются. Если эффективная поверхностная энергия при внутризеренном разрушении [c.201]

Рис. 2.2. Общий вид (а) разрушенной в эксплуатации вилки шасси самолета Ту-154 со смешанным рельефом межзеренного (статика) и внутризеренного усталостного излома, соответственно из-за ослабления границ зерен в процессе производства и в результате эксплуатационного усталостного разрушения (окончание на с. 86)

Один из наиболее трудных и наименее разработанных вопросов механики материалов — прогнозирование типа разрушения (внутризеренного или межзеренного) и условий перехода от внутризеренного, менее опасного разрушения, к межзерен-ному, приводящему к снижению критической деформации и долговечности материала. В настоящей главе предложен подход к анализу типа разрушения в зависимости от условий испытаний. Суть подхода заключается в параллельном анализе накоплений повреждений в теле зерна и по его границам тип разрушения будет определяться тем процессом, который дает меньшие значения параметров предельных состояний материала Nf и е/). Такой анализ может проводиться на основании физико-механических моделей кавитационного внутризеренного или усталостного разрушения, рассмотренных в гл. 2, и модели кавитационного межзеренного разрушения, представленной в данной главе. [c.187]

В титановых сплавах системы Ti—А1—Мп существенное-влияние на характер разрушения оказывает содержание алюминия. При 1% А1 (Мп 2,3%) разрушение внутризеренное, крупкоямочное, пластичное (ату = 1,3 МДж/м ), при 8% А1 (Мп 2,3%)—внутризеренное, мелкоямочное, малопластичное (ату=0,05 МДж/м2) . [c.30]

Такое влияние кратности нагревов свидетельствует о том, что в результате повторного а у-превращения происходит постепенная разо-риентировка превращающихся фаз (разрушение внутризеренной текстуры), >гго в конечном итоге и приводит к измельчению аустештного зерна. Это хорошо иллюстрируется данными высокотемпературного рентгеноструктурного анализа (рис. 47). [c.100]

Устойчивость внутризеренной текстуры при повторных нагревах зависит от степени ее совершенства. При закалке, когда рассеяние текстуры меньше, чем при образовании феррито-карбидной структуры, для измельчения зерна потребовалось пять циклов повторных нагревов, тогда как при охлаждении с небольшими скоростями этот эффект достигается для стали 15Х1М1Ф за два цикла, для статей 40ХС за три цикла. Постепенное накапливание разориентировок и разрушение внутризеренной текстуры при циклических нагревах наблюдали для стали 37ХНЗА авторы работы [ 107]. [c.100]

Для сжатых образцов степень деформации, вызьшающая разрушение внутризеренной текстуры, несколько меньше, чем для растянутых. Так, для стали 35ХГС полное разрушение общности ориентировки пристал-литов а-фазы при сжатии наступает при ф = 20 %, а при растяжении при ф=25%. [c.105]

В настоящее время известны три типа разрушения внутризерен-ное, которое наступает при воздействии высоких напряжений за относительно малое время испытаний, исчисляемое десятками (при высокой температуре), или сотнями при невысокой температуре) часов межзеренное, возникающее вследствие образования и развития клиновидных трещин на стыках трех зерен — при длительности испытаний, исчисляемой сотнями и тысячами часов межзеренное, возникающее вследствие образования и роста пор по границам зерен,— при весьма большом времени воздействия малых нагрузок. При достижении продолжительности испытаний, при которой происходит разрушение по порам, можно выполнять экстраполяционные расчеты практически на неограниченные сроки службы материала. Однако при этом необходимо использовать температурновременные методы, учитывающие последовательности изменения областей с разными типами разрушения, например метод обобщенных диаграмм. [c.48]

Макроскопическое исследование строения изломов в большинстве случаев позволяет достаточно надежно определить характер разрущения — хрупкое или пластическое и вид нагружения, при котором произошло разрушение, однократное и кратковременное или длительное, или усталостное и т. д. Но, как правило, ми-кроструктурный характер разрушения — внутризеренный или межзеренный, при этом не выявляется. [c.350]

Рис. 3.2. Зависимости критических характеристик Sf и Nf от скорости деформирования I при внутризерен-ном (1) и межзеренном (2) разрушениях (схема)

Будем полагать, что в момент начала процесса неустойчивого деформирования за счет наличия пор нагруженность материала такова, что его реология начинает подчиняться закону упругопластического, а не упруговязкого деформирования. При этом принимается, как и в подразделе 2.2.2, что локальное изменение деформации в характерном сечении не приводит к изменению соотношения компонент тензора напряжений (а следовательно, и параметров qn = a fOi и q,n omfoi) в структурном элементе. Окончательно условие достижения критической деформации при межзеренном разрушении формулируется аналогично условию предельного состояния в случае внутризеренного вязкого разрушения [c.156]

Имея в виду анализ условий возникновения меж- и внутри-зеренных разрушений (см. рис. 3.2), остановимся на соотношении между параметром a = f//def и аналогичной величиной Иакл = dpn/rfef, описывающей зарождение внутризеренных пор на включениях [см. зависимость (2.52)]. Шдчеркнем, что в отличие от параметра д.]jdtA величина как следует [c.159]

В общем случае для решения вопроса о характере разрушения недостаточно знать, какая из двух величин — или авкл — больше, поскольку скорость накопления повреждений определяется также ростом пор (см. подраздел 3.2.2). Однако при относительно больших скоростях деформирования (g 10 с ), когда границы зерен не обладают свойствами, отличными от свойств тела зерна, согласно зависимости (3.6) скорость зарождения межзеренных пор приближается к нулю. Фактически это означает переход к механизму зарождения пор, описываемому уравнением (2.52), как в теле, так и по границам зерна. В этом случае условие вкл > м предопределяет внутризерен-ный характер разрушения как более вероятный. [c.160]

При относительно небольших соотношение между ам и авкл может быть различным. При не очень низких р, когда проскальзывание не аккомодируется диффузией, ам > авкл. При низких р, когда диффузионные процессы приводят к релаксации напряжений у включений, особенно расположенных по границам зерен (Db 10 Dt) [256]), осм может быть меньше вкл-Последнее условие не означает пе рехода на внутризеренное разрушение, так как при малых падение ам будет компенсироваться увеличением скорости роста межзеренных пор. [c.160]

Ранее было показано, что долговечность при внутризерен-ном разрушении не зависит от . Кривая 2, характеризующая внутризеренное разрушение (рис. 3.12), построена на основании экспериментальных данных работы [434] (при g = 6,7X X 10 С , М = 580 цикл.). В соответствии с работой [1] реальная долговечность определяется при ( — скорость деформирования, отвечающая равенству долговечностей при меж- и виутризеренном механизме разрушения) кривой АВ, [c.184]

В данной главе рассмотрено разрушение материала, при котором критические параметры Nf или ef) существенно зависят от времени нагружения или от скорости деформирования. При испытании в инертных средах чувствительность материала к скорости деформирования в основном связана с межзеренным характером накопления повреждений и разрушения при вну-тризеренном разрушении такой чувствительности не наблюдается. Скоростная зависимость Nf H) или ef( ) в первую очередь обусловлена накоплением повреждений по границам зерен не только за счет пластического деформирования, но и за счет диффузии вакансий в теле зерна активность диффузионных процессов значительно ниже, чем по границам, и они практически не оказывают влияния на внутризеренное повреждение. Переход от межзеренного разрушения к внутризеренному при увеличении I связан с нивелированием диффузионных процессов по границам зерен и отсутствием проскальзывания зерен. [c.186]

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]

В противоположность первым стадиям возникновения внутризерениых и межзеренных трещин, развивающихся в течение длительного времени, окончательное разрушение наступает внезапно и носит характер хрупкого излома. [c.291]

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]

Металлы, имеющие о. ц, к. решетку, группы VIA (вольфрам, молибден и хром) более подвержены хрупкому разрушению, чем металлы группы VA, и имеют более высокие температуры перехода, например для вольфрама 200—400° С. Однако еслп указанные металлы имеют меньшую степень чистоты, то происходит хрупкое разрушение по границам зерен (межзеренное разрушение). По мере увеличения степени чистоты, достигаемой зонной очисткой, вид разрушения изменяется. При этом разрушение становится внутризеренным и происходит для вольфрама и молибдена по плоскостям 001 и определяется в первую очередь величиной поверхностной энергии, которая согласно модифицированному выражению Гриффитса (160) и (161) может составлять значительную часть полной энергии. Однако при большем содержании примесей поверхности скола совпадают с границами зерен, так как сегрегация примесей понижает поверхностную энергию, т. е. = 2епр— з, г. Поверхностная энергия 2е р, требуемая для разрушения, уменьшается па величину энергии границ зерен з. г. Кроме того, значение впр уменьшается благодаря присутствию примесей, так как (епр)граииц< (enp) ooi . В результате разрушение становится межзеренным. Примером такого перехода от внутризеренного к межзеренному хрупкому разрушению (вследствие появления сегрегаций примесей по границам зерен) является охрупчивание железа при малых концентрациях фосфора и кислорода. [c.430]

Наоборот, понижение скорости испытания приводит к многочисленным межкристаллитным трещинам никеля технической чистоты при 1000°С и к хрупкому разрушению при 600°С без существенной местной деформации. При 1000°С и малой скорости растяжения (0,5 мм/ч) видимые следы скольжения в зернах отсутствуют, наблюдается межзерен-ная деформация при скорости растяжения, 280 мм/ч деформация по границам зерен частично подавляется вследствие интенсивного развития процессов скольжения в зернах в сочетании с рекристаллизацией деформированной структуры. Понижение скорости растяжения при 600 "С также приводит к уменьшению внутризерениого скольжения [1]. [c.155]

При температурах выше О.ЗГпл (800 °С) в молибдене наблюдается внутризеренная ползучесть. Результаты испытания на ползучесть в интервале температур 0,5—0,8Гпл (1000—2000 °С) и скоростях нагружения до 10 С- показывают, что в таком случае преобладающим механизмом разрушения является межзеренное разрушение. При температурах выше 0,8Гпл (2000 °С) в молибдене наблюдаются рост зерна и другие структурные изменения, происходящие в процессе деформации. Механизм разрушения — разрыв. [c.213]

Морфологические особенности излома формируются при вязком внутризеренном разрушении как результат пластической деформации, развивающейся в зоне разрушения непосредственно В процессе образования неснлошности. Увеличение интенсивности пластической деформации и расширение объемов, где она протекает, увеличивает затраты энергии на распространение трещины. Страгивание трещины от неснлошности материала при внешнем воздействии будет зависеть не только от условий нагружения, но и от степени стеснения пластической деформации в вершине неснлошности. Исследования разрушения образцов из стали с пределом прочности 430-570 МПа при различных параметрах надреза круглого образца показали [36], что по мере изменения жесткости напряженного состояния меняется соотношение между размерами ямок на начальном этапе развития страгиваемой трещины. Испытаны на растяжение круглые образцы с разным диаметром (< s)min в минимальном сбчении и радиусом надреза р в этом сечении. В случае острого надреза 0,2 мм начальное разрушение имело место у надреза, а с мягким радиусом более 1 мм разрушение начиналось в центральном сечении образца. При указанном остром надрезе ширина ямок 20-40 мкм у надреза и далее — 40-80 мкм, тогда как у мягкого радиуса ширина ямок составила 10-20 мкм. Жест- [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...