Изломы (на дислокациях)

Известно, что по мере роста пластической деформации повышается плотность дислокаций, растет и их кривизна, т. е. увеличивается число ступенек, перегибов и изломов на единицу длины дислокации. При ЭТОМ между [c.126]

Экспериментально показано, что спиральный рост из газовой фазы обусловлен возникновением на равновесных гранях кристалла винтовых дислокаций, на которых образуются пирамиды роста, состоящие из длинных ступеней [72]. Последние закручиваются в спирали. Механизм роста спирали зависит в основном от скорости роста ребер с достаточным числом изломов. Заполнение изломов молекулами происходит непосредственно из газовой фазы. При большом расстоянии между ступенями увеличивается вероятность захвата изломами адсорбированных молекул, в связи с чем скорость роста грани не будет зависеть ни от числа изломов на единицу длины, ни от числа ступеней на единицу поверхности. Источником новых ребер являются винтовые дислокации, создающие на поверхности растущего кристалла винтообразную плоскость. [c.66]

Формирование систем скольжения с высокой плотностью дислокаций, сопровождающих формирование усталостных бороздок, было продемонстрировано методами просвечивающей электронной микроскопии [70, 82, 135]. Системы скольжения располагаются под углом 45° к поверхности излома. Профиль и ширина блоков полос скольжения, которые наблюдали на поверхности образца, подобны профилю и шагу усталостных бороздок [82]. Этот факт был положен в основу многих разработанных моделей формирования усталостных бороздок [70, 82, 133, 134, 136-142]. Рассмотрены были оба полуцикла нагружения материала, в которых реализуются два разных процесса (1) пластическое затупление вершины трещины, и (2) разрушение материала. Оба процесса соответствуют восходящей ветви нагрузки и приводят к формированию каждой усталостной бороздки в каждом цикле приложения нагрузки. В полуцикле разгрузки происходит подготовка материала перед вершиной трещины к последующей реализации указанных выше двух процессов деформации и разрушения. [c.164]

Вид излома определяется величиной амплитуды напряжения. Так, в образцах, испытанных по режиму II, наблюдается хрупко-вязкий излом (рис. 156, б) это связано с повышенной скоростью движения дислокаций. Кроме того, цепочки карбидов, расположенные в приграничной зоне зерен, обусловливают возникновение хрупкой составляющей в изломе. Это подтверждается результатами электронномикроскопического исследования зоны разрушения на просвет (рис. 156, а). Уменьшение амплитуды напряжения приводит к перемещению карбидов в приграничные зоны, что в свою очередь вызывает хрупкий излом (рис. 156, в). [c.201]

Экспериментально получаемые пороговые значения АК лежат в интервале 1—2 МН/м- -, абсолютный предел, по-видимому, зависит просто от достаточной активности дислокаций в области вершины трещины. В нормализованной низкоуглеродистой стали значения АК <6 МН/Чг -, что ограничивает размер обратной пластической зоны менее чем одним диаметром зерна. Эксперименты показывают, что на поверхности усталостного излома обнаруживаются внутризеренные фасетки [19J. Возможно это происходит вследствие упрочнения отдельных участков зерен, оставляющего их границы слабыми местам Д. [c.234]

Вязкое разрушение хорошо изучено многими исследователями с помощью опытов по одноосному растяжению. Исследование образцов на разной стадии деформации после образования так называемой шейки показало, что микротрещины образуются в местах расположения посторонних включений в материале. В условиях пластического течения движение дислокаций между соседними микротрещинами может вызвать их слияние и образование развитой трещины (см. рис. 2.7, а). Общее направление развитой трещины относительно образца— поперечное, с зигзагообразным профилем, соответствующим линиям максимальных напряжений сдвига. У краев образца трещина развивается в направлении линий максимальных напряжений сдвига, что приводит к появлению характерного вида излома, похожего на усеченный конус. [c.18]

После преодоления препятствия дислокация скользит на расстояние Д1 = 6 и сразу встречает новое препятствие. В этом случае можно говорить о ползучести, контролируемой скольжением ( 4.2) процессом, контролирующим ползучесть и производящим деформацию, здесь является само скольжение, а препятствиями служат барьеры Пайерлса. Различия между и to нет. Кинетика ползучести, очевидно, сильно зависит от структуры ядра дислокации, и ее можно рассматривать исходя из представлений об образовании и подвижности двойных изломов или о размытых ядрах. Этот случай реализуется при низких или умеренных температурах в о. ц. к, и г. п. у. металлах. При высоких температурах трение кристаллической решетки достаточно легко преодолевается при помощи теплового возбуждения, по- [c.111]

Ограниченные возможности дислокационной теории объясняются прежде всего тем, что на прочность и пластичность кроме дислокаций суш,ественно влияют многие другие факторы. Особенно заметно проявляется влияние структуры материала. Из структурных факторов наиболее полно изучено влияние размеров зерна [371, 488]. Установлено, что увеличение размеров зерна сильно понижает сопротивление хрупкому разрушению. При вязком изломе величина зерна мало влияет на прочность. [c.64]

Рассчитанная по уравнению (5.27) деформация, которая предшествует разрушению сколом в интервале хрупко-пластичного перехода, практически полностью совпадает с кривой 3. При расчете больших деформаций учитывался стадийный характер деформационного упрочнения через коэ( х шциент усреднения р (смотри выше). Кривые 4 и 5 на диаграмме ИДТ представляют диаграмму структурных состояний и соответствуют деформациям, при которых происходит изменение коэ4х))ициента деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Эти кривые фактически являются верхней границей равномерного распределения дислокаций ( лес ) и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Причем если при деформации выше 200 °С наблюдается равноосная ячеистая структура (5.19, г), то при более низких температурах ячеистая структура обнаруживает четкую связь с полосами скольжения (5.19, д), что свидетельствует об ограниченном характере поперечного скольжения. Кривые 7 н 9 построены с привлечением данных фрактографических исследований. При повторном изломе в продольном направлении охлажденных до —196 °С образцов, которые ранее были испытаны при 800 и 1000 С, в шейке образцов наблюдалось межзеренное хрупкое разрушение (рис. 5.19, б), причем размер зерен составлял 1—2 мкм. Поскольку после первичных испытаний ниже 600 С, несмотря на хорошо сформированную ячеистую структуру, такой вид разрушения не наблюдается, то предполагается, что в шейке образца при больших деформациях начинается динамическая рекристаллизация [435], хотя такие низкие температуры начала этого процесса (Тр 700 С, или 0,ЗЗГпл) еще пока не отмечались. Таким образом, кривая 7 нанесена в качестве нижней границы области динамической рекристаллизации. Кривая 9, построенная по данным фрактографических исследований, схематически показывает температурно-деформационную область, в которой имеет место расслоение по границам ячеистой структуры. [c.220]

Иллюстрацией рассмотренных механизмов могут служить тонкая структура и фрактография поверхности излома композиционного материала, представленные на рис. 3. Так, электронная микроскопия приповерхностных слоев ст. Х18Н10Т с Мо-покрытием после испытаний при пониженных температурах и высоких напряжениях позволяет обнаружить в структуре основного материала вторичные фазы, образующиеся при напылении и способствующие возрастанию концентрации напряжений в локальных зонах в то же время имеются участки, свободные от дислокаций. Эта микроструктура иллюстрирует реализацию механизма [c.106]

Процесс пластической деформации материала, реализующийся у кончика трещины с формированием нескольких зон, подтверждается результатами прямого наблюдения параметров дислокационной структуры у кончика трещины и под поверхностью излома [36-40]. В непосредственной близости к вершине трещины имеет место дискретное изменение плотности дислокаций на границе циклической зоны и зоны процесса. Измерения твердости на сталях под поверхностью излома после усталостного разрушения в области много-и малоцикловой з сталости [33, 35, 41, 42] показывают, что в результате пластической деформации материала в вершине распространяющейся усталостной трещины его наклеп по мере удаления от излома характеризуется двумя зонами. Выпол- [c.138]

Для вязкого излома характерным является ямочное микростроение. При рассмотрении поверхности пластичного излома в электронный микроскоп видно ямочное, а в оптический — грубоямочное строение (см. рис. 5). Такое строение объясняется тем, что при достижении предельных состояний в локальных объемах на участках, представляющих собой препятствия для непрерывности деформации, зарождаются микропустоты. Часто это границы зерен, субграницы, частицы избыточной и упрочняющей фаз, границы фаза—матрица, участки скопления дислокаций, в гомогенных материалах — место пересечения плоскостей скольжения и т. п. По мере увеличения напряжений микропустоты растут, сливаются, что приводит к полному разрушению с образованием на изломе углублений в виде ямок, соединенных между собой перемычками. Если бы дефектов, вернее, неоднородностей в материале не существовало, то разрушение должно было бы наступить после того, как сечение образца приобретет вид точки. Надрыв у внутреннего дефекта облегчается образованием объемного (в неблагоприятных случаях — гидростатического) напряженного состояния. Подобные условия существуют вблизи надрезов или в области шейки растягиваемого образца. При высоком значении относительного сужения г изломы имеют, как правило, мелкоямочное строение, при малом значении ф и косом изломе — крупноямочное. При разрушении от чистого среза также может быть отрыв при наличии большого количества включений, расположенных вдоль плоскостей скольжения. [c.24]

Несоответствие механических свойств при кратковременных и длительных нагружениях наблюдается часто. Вместе с тем особо хрупкое состояние тела зерна, проявляющееся при кратковременном нагружении, может привести к преждевременному разрушению при длительном нагружении. Это наблюдалось, например, в высоколегированном никелевом сплаве ЖС6У в состоянии непосредственно после закалки при нагружении при температуре 800°С. При этой температуре в сплаве после закалки происходит интенсивный распад твердого раствора, большое количество частиц основной упрочняющей -фазы является препятствием для движения дислокаций, кроме того, на границах и в теле зерен имеются выделения игольчатой формы [68]. В не-термообработанном сплаве при этой же температуре испытания интенсивного распада не наблюдается. В Условиях нагружения (7=0,55 ГH/м , t=800° время жизни образцов с трещиной в термообработанных образцах составляло 20—30% общей долговечности, в литых 55—60%, при этом полная долговечность увеличивалась примерно в 10 раз. Фрактографическое исследование показало, что разрушение литых образцов от разрушения термообработанных образцов отличается в основном степенью пластичности процессов деформирования и разрушения в теле зерна, что выявилось при исследовании изломов в зоне долома и при однократном нагружении (рис. 61). [c.89]

На стадии межзереиного разрушения зона сплавления, наоборот, является наиболее вероятным очагом излома, так как вследствие жесткости напряженного состояния уровень нормальных напряжений в ней является наибольшим. В условиях межзерен-ного разрушения неизбежная искаженность строения кристаллической решетки на этом участке будет приводить к интенсивному развитию процесса генерации вакансий и дислокаций и тем способствовать появлению в нем преждевременных изломов. [c.255]

Таким образом, спонтанная перестройка дислокационных субструктур подразумевает спонтанную смену лидера-дефекта, ответственного за диссипацию энергии. При переходе к ячеистой структуре лидером-дефек-том являются дислокации. С другой стороны, переход от ячеистой структуры к полосовой контролируется переходом к лидеру-дефекту — дискли-нациям, а переход к фрагментированным структурам — к микронесплошностям, или некристаллографическим микротрещинам. Последние формируются в результате активизации сдвигонеустойчивых фаз на субграницах. Поэтому смена типа дислокационных субструктур, сопровождающаяся сменой лидера-дефекта, представляет собой неравновесный фазовый переход в точках структурной неустойчивости (точки бифуркаций). Появление новых лидеров-дефектов находит отражение в строении поверхности излома [36]. Эволюция структур дефектов при пластической деформации будет более детально рассмотрена в гл. 3. [c.31]

Известно, что в процессе ПД дислокационная структура изменяется как в объеме зерен, так и на межзеренных границах. В последнем случае на изломах и стыках границ вследствие налипания и зарождения решеточных дислокаций возникают невязки разориентировок [140]. Согласно предст ( в-лениям Рыбина, Золотаревского и др. [140, 165], стыковые дисклинации, образующиеся на изломах и стыках большеугловых границ, являются источниками мощных внутренних напряжений. [c.99]

Теория дислокаций применяется для развития физических теорий хрупкого, длительного статического и усталостного разрушений. При этом принимают, что трещина возникает при движении дислокаций в результате взаимодействия силовых полей, окружающих дислокации, нли вследствие концентрации напряжений в зоне дислокаций. Напряжение развития трещин возрастает с уменьшением величины зерна. После возникновения трещины процесс ее развития определяется соотношением между подведенпох к зоне вблизи вершины трещины энергией (от нагружающей системы, напр, иснытат. маишны, и от соседних с трещиной объемов тела) н эпергие , поглощенной на развитие трещины, затрачиваемой на образование новых поверхностей разрушения как в изломе, так и в соседних трещинах, на структурные изменения вблизи излома, рассеяние тепла и т. д. [c.106]

Шероховатость поверхности определяется формой и размерами выступов. Обычно шероховатость поверхности определяется основными размерами выступов в продольном и поперечном сечениях. Эти сечения характеризуются следующими размерами (см. рис. V, 2,г) радиусом закругления вершины выступа в продольном и поперечном направлениях Гдр и Гдоп", высотой выступа Я шагом в продольном и поперечном направлениях Впр и Впоп, углом профиля в продольном и поперечном направлениях Рпр и Зпоп. Выступы сами по себе не являются гладкими. Им свойственна собственная микрогеометрия за счет изломов кристаллической решетки и выходов дислокаций 151]. Таким образом, реальные поверхности помимо шероховатости, представленной на рис. V, 2, г, имеют шероховатость на молекулярном уровне. [c.149]

Первичная рекристаллизация происходит за счет разницы в свободных энергиях деформированных зерен с высокой плотностью дислокаций и бездислокационных зерен. При ее описании можно использовать тот же математический аппарат, что и при описании фазовых превращений зарождения и роста кристаллов. Из уравнения (2.75) следует, что бездислокационные зародыши зерен с размером больше критического. могут спонтанно расти, что приводит к уменьшению полной свободной энергии. Экспериментальные данные подтверждают идею о том, что зародыши формируются не в результате статистических флуктуаций (в объеме), а представляют собой локальные вздутия на большеугловых границах зерен. Отметим, что любая граница с достаточно высокой разориентацией, образовавшаяся в процессе деформирования, может локально выгибаться и вздутия на ней могут расти за счет миграции границ, вызванной деформацией (МГВД) (рис. 2.25) [19]. Большеугловые границы могут быть полосами излома или двойниковыми границами, например, в галените [233], энстатите [112], слюде [ИЗ] или оливине (рис. 2.26). МГВД также происходит на границах [c.89]

Скольжение дислокаций, контролируемое термоактивируемым процессом преодоления барьеров Пайерлса, хорошо изучено в экспериментах с постоянной скоростью деформации, проводимых при низких температурах в металлах с объемно центрированной кубической решеткой. Макроскопический предел упругости отвечает не зависящему от температуры напряжению, при котором начинается движение прямолинейных и сидячих винтовых дислокаций [109]. Были предложены две эквивалентные интерпретации изменения макроскопического предела упругости с температурой при помощи механизма двойных изломов [152] либо при помощи следующей модели строения ядра дислокации [372]. Предполагается, что ядро винтовой дислокации размыто одновременно на нескольких потенциальных плоскостях скольжения вблизи оси дислокации [214]. Полосы дефектов упаковки препятствуют скольжению во всех плоскостях, кроме их собственных. В результате дислокация оказывается блокированной до тех пор, пока достаточно высокое напряжение в сочетании с тепловым возбуждением не приведет к ее локальному стягиванию и образованию двойного излома [Ш]. Этот процесс можно рассматривать как непрерывное поперечное скольжение, при котором скольжение в каждой плоскости ограничивается расстоянием до следующей потенциальной ямы. Затем весь процесс повторяется, начинаясь на той же или, возможно, другой плоскости (в этом заключается механизм, по-видимому, некристаллографического, карандашного скольжения ). [c.118]

В более ранней модели Виртмана [375] рассматривается случай, когда скольжение дислокаций в основном зависит от напряжения Пайерлса (-преодоление барьеров Пайерлса путем перемещения двойных изломов). Пройдя расстояние Ь, дислокации аннигилируют путем переползания к дислокациям противоположного знака, которые образуются на соседних плоскостях скольжения. Однако температура достаточно высока, так что переползание происходит легче, чем скольжение в урав- [c.119]

При деформации пластин чистого никеля между вращающимися наковальнями при комнатной температуре и давлениях ВПЛОТЬ-до 150 кбар обнаружено увеличение напряжения течения с давлением, на порядок большее, чем увеличение модуля сдвига [189]. Этот эффект был приписан зависимости от давления напряжения Пайерлса при движении дислокации из одной потенциальной ямы в другую ее ядро расширяется и сжимается (как бы дышит ). При давлении 150 кбар наблюдаемое изменение напряжения течения отвечает дилатации, равной 10" атомного объема на участке дислокации длиной, Ь. Это, в сущности, миграционный объем дислокации, в то время как эффект Зеегера и Хаасена (см. выше) связан с объемом образования дислокации. Близкое объяснение дается так называемому эффекту дифференциального упрочнения мартен-ситной стали [118] заметно более высокое напряжение течения в экспериментах с одноосным сжатием, чем с одноосным растяжением, связывается с существованием объема образования пар изломов. При этом для образования пары изломов требуется большая энергия в режиме сжатия, чем в режиме растяж ения. [c.175]

Давление 13, 18, 25, 165—189 влияние на образование дислокаций 171 Даркена параметр 143 Двойниковый индекс 79 Двойные перегибы см. Изломы Деворы число 21 [c.279]

I - среднее расстояние между сплетениями дислокаций 2 - между стенками дислокационных ячеек 3 - между стенками дислокаций, образующих полосовую структуру 4 - ширина усталостных микрополос на поверхности излома (0,1-0,2 мм от начала зарождения трещины) [c.86]

Характер )ые свойс 1за субструктуры можно исследовать также путем изучения поверхности хрупких изломов, при которых разрушение путем отрыва распространяется вдоль линии раздела границ скоплений дислокаций (см. рис. 16). Однако при этом необходимо и.меть в виду, что в металлах разрушению путем отрыва всегда предшествует локальная пластическая деформация, неравномерно распределенная в объе.ме кристалла или зерна поликристаллического материала. В соответствии с этим нельзя исключать возлюжность того, что та или иная субструктура, наблюдаемая на поверхности изло,ма металлического кристалла, является результатом накопления дислокаций во время пластической деформации, предшествующей достижению предельного состояния прочности. [c.149]

Поверхность излома в случае замедленного разрушения твердой стали высокой прочности при нормальной температуре в большинстве случаев проходит по границам зерен исходного аустенита. Явление замедленного разрушения прежде связывали с влиянием растворенного водорода, вызывающего появление местной хрупкости материала на границах зерен [163]. Однако позже было установлено, что замедленное разрушение может наблюдаться у всех металлов и что это явление нельзя объяснить одним только влиянием растворенных газов [164]. В свете теории дислокаций замедленное разрушение можно объяснить тем, что под действием внешней нагрузки происходит перемещение д]1Слокаций, которые накапливаются у границ зерен, вызывая там концентрацию дефектов кристаллической решетки, облегчающую образование субмикроскопических трещин при напряжениях ниже обычного предела проч [остн материала при быстром разрупгении. [c.258]

Анализ экспериментальных данных и расчет показали, что на кинетику разрушения существенное влияние оказывает сегрегация водорода в вершине развивающейся трещины. На образцах сплавов ОТ4, ОТ-41 и ВТ14 с надрезом радиусом 0,025 мм показано, что скорость роста трещины определяется скоростью миграции водорода к ее вершине и зависит от концентрации водорода в металле и от уровня действующих напряжений. При малых, приложенных напряжениях и малой скорости развития трещины концентрация водорода в местах скопления дислокаций в вершине трещины увеличивается. При больших приложенных напряжениях металл в вершине трещины пластически деформируется раньше, чем достигается критическая, локальная концентрация водорода в вершине трещины, так как он не успевает продиффундировать к ее вершине. Только после достижения критической концентрации водорода в голове развивающейся трещины наступает момент интенсивного ее роста. О неравномерном (скачкообразном) характере роста трещины свидетельствует различное содержание водорода в отдельных участках поверхности излома. Установле ш зависимость изменения со-, держания водорода на поверхности излома от средней скорости развития трещины. Средняя скорость развития трещины может достигать порядка 1 мм час. [c.67]

Слоисто-спиральный механизм роста аналогичен описанному механизму роста соверщенного кристалла со ступенью (только ступенька в нащем случае незарастающая). На ступени, возникающей благодаря винтовой дислокации, имеются изломы вследствие существования тепловых флуктуаций. Адсорбированные атомы диффундируют к ступени, а затем к изломам, где они встраиваются в рещетку кристалла, в результате чего ступень движется. Поскольку один конец ступени зафиксирован в точке выхода дислокации, то ступень может двигаться только путем вращения вокруг этой точки. При определенном пересыщении каждый участок на прямой ступеньке движется с одинаковой линейной скоростью. Поэтому участок ступеньки вблизи линии дислокации имеет более высокую угловую скорость и за одинаковое время должен сделать большее число оборотов, чем далеко отстоящие от линии дислокации участки. По мере увеличения кривизны участка ступени в области выхода дислокации равновесное давление пара над этим участком повышается, местное пересыщение понижается и, следовательно, линейная скорость движения этой части ступени замедляется. Спираль закручивается до тех пор, пока радиус кривизны в центре ее не достигнет значения критического радиуса двумерного зародыша. По достижении стационарного состояния спираль вращается как единое целое вокруг линии дислокации, при этом форма ее приближенно может быть описана уравнением архимедовой спирали. [c.186]

Смотреть страницы где упоминается термин Изломы (на дислокациях) : [c.280] [c.42] [c.70] [c.142] [c.207] [c.67] [c.187] [c.89] [c.48] [c.238] [c.66] [c.130] [c.145] [c.160] [c.36] [c.83] [c.84] [c.297] [c.479] [c.233] [c.234] [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...