Пор зарождение механизм

В противоположность механизмам зарождения пор, в механизмах их роста вакансии играют значительно большую роль. [c.267]

Кроме указанных закономерностей, из предложенного критерия зарождения хрупкого разрушения следует, что зарождение острых микротрещин (способных инициировать хрупкое разрушение) может наступать на более поздних стадиях деформирования, чем зарождение пор, контролирующих вязкое разрушение материала. Принципиальная возможность реализации указанной ситуации была показана в подразделе 2.1.2.2, где зарождение пор и острых микротрещин рассматривалось по дислокационным механизмам в матрице. [c.109]

Основным механизмом вязкого разрушения является зарождение, рост и объединение пор. В конструкционных сталях при незначительном деформировании поры образуются в первую очередь в результате отслаивания слабо связанных с ферритной матрицей крупных сульфидов марганца (MnS) и включений глинозема (АЬОз) [222]. Такие частицы, как карбиды и нитриды, в сталях связаны с матрицей весьма прочно, и поры могут возникать только при высоких локальных напряжениях. Поэтому для возникновения пор на карбидах необходимы большие пластические деформации. [c.111]

Для указанного механизма функцию зарождения пор можно представить в виде [211] [c.113]

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]

Как было показано в разделе 2.2, вязкое разрушение материала в большинстве случаев происходит по механизму зарождения, роста и объединения пор. Развитие пор контролируется пластической деформацией. Поэтому после зарождения вязкого макроразрушения его продвижение в соседней с разрушенным объем материала возможно только после достижения в этом объеме критической деформации. Таким образом, для продвижения вязкой трещины необходимо, чтобы у ее движущейся вершины статическая деформация достигала критической величины. Иными словами, развитие вязкой трещины есть не что иное, как непрерывное зарождение вязкого разрушения у ее движущейся вершины. Отметим, что именно такая закономерность коренным образом отличает развитие трещины при вязком разрушении от ее развития — при хрупком. При хрупком разрушении для продвижения трещины необходима незначительная энергия, так как движущаяся трещина острая [ее [c.252]

Частицы вносят существенный вклад в переход ОЦК-металлов из хрупкого состояния в пластичное. Влияние частиц на механизмы скола и слияния пор рассмотрено в соответствующих параграфах, где показано, что при сколе частицы фрагментируют трещину скола. При пластичном разрушении частицы в основном обусловливают зарождение пор. Они зарождаются как при разрушении самих частиц вследствие разности модулей упругости частицы и матрицы, а также при отслаивании частиц от матрицы. [c.208]

Изучение нейтронного повреждения проводится при достижении некоторой дозы — характерные особенности зарождения пор выводятся из исследования пространственного распределения пор, распределения пор по размерам, концентрации характерных пор. Исследование образцов, облученных при нескольких температурах и до различных доз, позволяет проследить за эволюцией радиационной пористости с температурой облучения и дозой. Выводы о механизме зарождения пор основаны на сопоставлении характерных особенностей зарождения пор и закономерностей развития радиационной пористости, полученных при экспериментальном исследовании объектов, с ожидаемыми из теоретических моделей зарождения пор. [c.123]

К настоящему времени высказано много предположений относительно механизмов зарождения пор. Предполагается, что зародышами пор могут быть субмикроскопические газовые пузырьки [2, 51]. Многочисленные факторы свидетельствуют о том, что умеренная концентрация слаборастворимых газов (например, гелия) приводит к росту концентрации пор, следовательно, они [c.123]

Эксперименты показывают, что при определенных условиях упомянутые модели позволяют прогнозировать размеры пор с достаточной точностью. Эти опыты проведены в основном на материалах с уже существующей умеренной и соответствующим образом распределенной пористостью, образованной в процессе какой-либо обработки, с тем чтобы дополнительным зарождением пор в процессе испытаний на ползучесть можно было пренебречь. В некоторых опытах требовался ряд допущений, выражающихся в произвольном выборе того механизма роста пор, который должен определять поведение материала. Поэтому хотя в определенных деталях некоторые из этих моделей и представляются верными, еще нельзя во всех случаях использовать их в качестве общепринятого средства для прогнозирования процессов порообразования у различных сплавов. [c.320]

До сих пор речь шла только о закалке твердого тела. А что, если закаливать жидкость Идея кажется несколько странной, но у нее конкретная цель охладив металлический расплав достаточно быстро, предотвратить в нем кристаллизацию. А почему бы и нет Кристаллизация — нормальное фазовое превращение, происходящее по механизму зарождения и диффузионного роста. Мартенситный путь превращения жидкости в кристалл закрыт наглухо . Атомы жидкости расположены беспорядочно и согласованным образом, чувствуя локоть партнера , перестроиться в кристалл никак не могут. А раз так, предотвратить кристаллизацию вполне возможно. Главное — достаточно быстро охладить жидкость. [c.229]

Механизм безокислительного роста графитизированных сплавов основан на развитии пористости в результате чередующихся процессов растворения и выделения графита [25, 228, 3431. При нагревании растворимость углерода в железе, никеле и кобальте увеличивается и происходит растворение графита с образованием пор. На стадии охлаж дения графит выделяется из пересыщенного раствора. Большую роль в образовании графита играют свободная поверхность и микродефекты структуры. Графит легко выделяется в порах, трещинах, покрывает свободную поверхность образца [25, 2171. Зарождение графита вдали от структурных дефектов требует высокой энергии активации и, по-видимому, в изученных сплавах не имеет места [21]. Однако полное заполнение графитом пор, образующихся на высокотемпературной стадии цикла, не происходит, ибо в этом случае объем графитизированных сплавов в результате термо-циклирования не должен меняться. Можно предположить частичное заполнение пор графитом. Поскольку растворенный углерод увеличивает объем твердого раствора, выделе- [c.90]

В механизме зарождения поры, кроме разрыва связей, существенную роль, по-видимому, играет коагуляция вакансий с учетом влияния дефектов структуры и приложенных напряжений. [c.404]

Зарождение трещин в околошовной зоне в зависимости от легирования металла, условий сварки и режима последующего отпуска или эксплуатации может идти разными механизмами. По данным работы [107], в Сг-Мо-У и Сг-Мо сталях и швах наиболее вероятно первоначальное образование дефектов типа зародышевых пор по границам зерен первичного аустенита. В конструкционных сталях повышенной прочности и высоконикелевых сплавах возникают преимущественно зародышевые клиновые трещины. [c.98]

Зарождение острой микротрещины может происходить только по механизмам, обеспечивающим такую ориентацию образовавшихся несплошностей, при которой практически исключается эмиссия дислокаций из вершины зародышевой микротрещины и, как следствие, ее пластическое притупление и превращение в пору. Зарождение острых микротрещин в ряде случаев (при умеренных температурах) происходит при напряжениях, значительно превышающих предел текучести, т. е. при пластической деформации, составляющей примерно 1—20%-Значительно раньше, например при о От, может происходить зарождение пор, т. е. микротрещин, которые при зарождении сразу притупляются за счет эмиссии дислокаций из вершин. Если при зарождении острой микротрещины условие страгива-ния Гриффитса не выполнено, дальнейший ее рост, как и рост пор, может быть только стабильным, обусловленным пластическим деформированием в ее вершине. [c.146]

Впоследствии было выяснено, что истиннс хрупкое разрушение может происходить лишь в очень немногих случаях.. В основном же, при росте трещины перед ее кончиком всегда возникает, так называемая, пластическая зона. По своей структуре и свойствам пластическгл зона напоминает металл в состоянии, близком к расплавленному. Изменение структуры материала в пределах пластической зоны -называется пластической деформацией. При наличии пластической деформации происходит иязкое разрушение. Оно наблюдается в пластичных материалах, когда пластическая деформация материала достигает такой величины, что он разделяется на две части. Разрушение происходит в результате процесса зарождения, слияния, и распространения внутренних пор. Подробно механизмы протекания пластической деформации будут описаны в главе 4. [c.19]

Кроме зарождения пор на включениях поры могут формироваться из микротрещин, зародившихся в результате дислокационных реакций (механизм Стро, Коттрелла и т. д.) и не распространившихся по механизму скола (ai<5 ). В данном случае микротрещины притупляются за счет релаксации напряжений в их вершинах и превращаются в пору. Несмотря на возможный дислокационный механизм зарождения пор, вязкое разрушение конструкционных материалов происходит за счет пор, зародившихся на частицах второй фазы включениях, карбидах и т. д. Таким образом, существует большой набор значений деформации, требуемой для зарождения поры. Поры возникают на включениях при значительно меньших деформациях, чем на карбидах и нитридах. Возникновение пор вокруг крупных частиц облегчено по сравнению с мелкими. [c.111]

Для описания процесса возникновения пор в микрообъеме вводится в рассмотрение функция зарождения пор, вид которой зависит от конкретного механизма, обусловливающего их инициацию. Предполагается, что независимо от механизма инициации пор фактором, контролирующим процесс зарождения, является параметр Одквиста х. Функция зарождения пор на фрагментах описывается зависимостью (2.54). Зарождение пор на включениях оптимально описывать уравнением (2.52). К сожалению, использование завйсимости (2.52) в данной модели приводит к значительным затруднениям при формулировке уравнения, решением которого является зависимость f amlOi). Однако уравнение (2.52) с достаточной степенью точности можно аппроксимировать зависимостью вида [c.118]

Исследование влияния параметра Gm/Oi на критическую деформацию 6/ для конструкционных материалов, механизм зарождения пор в которых описывается функцией (2.64), можно провести на примере рассмотрения стали 15Х2МФА. В данном случае в соответствии с выражениями (2.64), (2.66) и (2.71) при [c.121]

При вязком разрушении по механизму образования, роста и объединения пор критической величиной служит, как правило, пластическая деформация е/ в момент разрыва — образования макроразрушения. Для расчета е/ Томасоном, Макклинтоком, Маккензи и другими исследователями предложен ряд моделей, в которых критическая деформация при зарождении макроразрушения связывается с достижением некоторой другой эмпирической критической величины, например с критическим расстоянием между порами, с критическими напряжениями в перемычках между порами, с критическим размером поры и т. п. Альтернативным подходом к определению ef, не требующим введения эмпирических параметров, является физико-механическая модель вязкого разрушения, использующая понятие микро-пластической неустойчивости структурного элемента. В модели предполагается, что деформация sf отвечает ситуации, когда случайное отклонение в площади пор по какому-либо сечению структурного элемента не компенсируется деформационным упрочнением материала и тем самым приводит к локализации деформации по этому сечению, а следовательно, к потере пластической устойчивости рассматриваемого элемента без увеличения его нагруженности. [c.147]

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]

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]

Переход от одного механизма деформации к другому отвечает точкам бифуркации, при которых смена механизма может происходить при о=СТс, К=Кмин) либо Кмакс (рисунок 4.35). Поскольку в данном анализе важен финал -самоорганизованная перестройка системы на новый механизм диссипации энергии, рассмотрим финальную стадию повреждаемости, которой предшествуют зарождение межзеренных пор и их рост. [c.317]

Наиболее важным моментом пластичного разрушения путем слияния пор является их зарождение. Были предложены разные механизмы зарождения пор. Петч [391] предположил, например, что поры образуются в процессе пластической деформации по границам раздела матрица — фаза из-за различий пластических и упругих свойств частицы и матрицы. Эти несилошности затем растут за счет развития [c.194]

Зарождение пор можно рассмотреть с точки зрения обмена упругой энергией между частицей и окружающей ее матрицей при создании новой поверхности раздела. Однако простого энергетического соотношения, как указывает Эмбери [393], не достаточно, поскольку не известен механизм отделения частицы от матрицы. Необходимо также знать величину деформации, при которой произойдет рождение поры. [c.196]

Разрушение по границам элементов структуры — межзеренное или межъячеистое разрушение, при котором трещина идет по границам зерен или дислокационных ячеек. Различают хрупкое межзеренное разрушение, которому предшествует пластическая деформация-внутренних объемов зерен и пластичное межзеренное разрушение. Указанные типы межзеренного разрушения обычно относят к низкотемпературным типам разрушения. Кроме того, существуют высокотемпературное межзеренное разрушение и межзеренное разрушение при ползучести. Эти механизмы обусловлены высокотемпературным-проскальзыванием по границам зерен и диффузионным зарождением пор на границах. Они подробно изложены в обзорах Эшби с сотрудниками [404]. [c.201]

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]

Вопросам горячесолевого растрескивания посвящены многие десятки работ советских и зарубежных исследователей. Однако до сих пор не предложено рациональной гипотезы, объясняющей механизм горячесолевой коррозии. Более того, не установлены даже коррозионные реакции, способствующие зарождению разрушения. [c.73]

Наиболее важное следствие, вытекающее из Сложной природы поверхности раздела, — это кажущаяся стабильность композитов псевдопервого класса. Это явление уже обсуждалось выше и будет рассмотрено далее в других главах книги. Еще один эффект был обнаружен в тех композитных системах, где термодинамическая нестабильность вызывает диффузию через поверхность раздела. При этом часто наблюдается диффузионный небаланс, который приводит к образованию пустот по механизму Киркендалла Однако высокая концентрация несовершенств на поверхност раздела облегчает зародышеобразование при конденсации вакансий и ускоряет порообразование. Кляйн и др. [25] наблюдали такие поры в композите ниобиевый сплав — вольфрамовая проволока после 10-часового отжига при 1590 К (рис. 9). На этом рисунке ясно видно зарождение пор вдоль исходного положения поверхности раздела. [c.35]

В деформируемых пластически материалах усталость есть результат серии сложных процессов, первым из которых является зарождение усталостных трещин от непрерывно развивающихся полос скольжения (в качестве обзора по возможным механизмам внутреннего зарождения усталостных трещин от развивающихся полос скольжения можно указать работы [1, 18]). Такие трещины развиваются прерывисто в течение каждого цикла путем накопления необратимых пластических искажений у кончика трещины (см., например, [17]) до тех пор, пока они не станут доста- [c.175]

Помимо изменений в дислокационной структуре матрицы в процессе ползучести происходит миграция участков границ зерен между закрепленными точками — карбидными частицами. Процесс миграции участков границ приводит к перераспределению напряжений и росту их в местах закрепления, что способствует зарождению пор у карбидов. Известно [II], что межзе-ренное проскальзывание является одним из механизмов зарождения пор на границах зерен. В [10] обнаружено межзеренное проскальзывание при длительной ползучести также и в стали 12Х1МФ в условиях эксплуатации. [c.18]

Несмотря на то что соединение твердых металлов посредством кузнечной или горновой сварки известно с давних пор, его изучение началось сравнйтель но недавно, с момента теоретического исследования механизма зарождения и кинетики процесса соединения материалов в твердой фазе. Образование прочной связи между разнородными веществами — более [c.89]

Механизм зарождения усталостных трещин зависит от уровня циклических нагрузок. При больших циклических деформациях на поверхности металла образуются широкие полосы скольжения, охватывающие несколько сотен межплоскост-ных расстояний. Увеличение числа циклов нагружения приводит к увеличению количества таких полос. При низких амплитудах циклических нагрузок возникают тонкие короткие следы пластической деформации, близко расположенные между собой. С увеличением длительности нагружения новые полосы почти не возникают, а происходит интенсификация пластической деформации по уже существующим следам сдвигов. Устойчивость фубых полос скольжения обусловлена нарушением сплошности металла в виде субмикротрещин и пор, которые при дальнейшем деформировании перерастают в микротрещины. При этом важное значение имеет поперечное скольжение, инициирующее процесс зарождения усталостной трещины. [c.77]

Эксперименты по ионному облучению позволяют осуществлять более строгий контроль за величиной дозы облучения, температурой образца и другими параметрами по сравнению с экспериментами на реакторах проводить эксперименты при циклических условиях облучения предварительно, импульсно и непрерывно вводить гелий (или атомы других газов) в любом соотношении с числом смещенных атомов набирать дозы, не достигаемые в действующих ядерных установках проводить исследования по влиянию на радиационное распухание материалов скорости смещения атомов, изменяя ее в широких пределах, в связи с чем ионное облучение широко используется при исследовании закономерностей развития радиационного распухания материалов (построение дозной, дозно-скоростной, температурной зависимостей распухания), а также при изучении механизмов зарождения и роста пор, механизмов подавления или ускорения радиационного распухания металлов и сплавов примесными атомами. [c.116]

Установление механизмов зарождения и роста пор — одна из основных проблем теоретического описания распухания металлов в условиях облучения быстрыми нейтронами, высокоэнергетичными электронами и ионами [11, 12, 23—351. Зарождению и росту пор в облучаемых материалах предшествует и сопровождает их зарождение и рост промежуточных, а при каскадном повреждении и вакансионных дислокационных петель. Зарождение дислокационных петель — инкубационный этап порообразования, в значительной мере предопределяюш ий его развитие. [c.120]

Указанные данные свидетельствуют отом, то сдвиг температурного интервала порообразования обусловлед, не только влиянием скорости смещения атомов на вакансионно , рересыщение, но и деталями механизма зарождения вакансионных скоплений. Предполагается [68], что зародыши пор возникают как результат конкуренции скорости скопления вакансий и скорости притока газовых атомов к скоплениям. Если tp — время, за которое зарядыш достигает критического размера, а — время, за которое газовый атом достигает скопления, то з словие формирования пор имеет вид /р [c.141]

В настоящее время не представляется возможным проанализировать истинную роль частиц фазовых выделений являются ли. они стоками точечных дефектов, местами рекомбинации вакансий и межузельных атомов, центрами зарождения пор или местами закрепления дислокаций. Однако вне зависимости от механизма влияния выделений на развитие пористости четкая корреляция между распуханием сплавов и концентрацией выделений [211] (Может в принципе стать основой для получения материалов, устойчивых к распуханию. Задача сводится к разработке сплавов с высокой концентрацией мелкодисперсных выделений, которые в процессе облучения не должны коагулировать. Разработанный в Англии сплав нимоник РЕ-16, упрочненный мелкодисперсными выделениями у -фазы состава Nis (Ti, Al), уже вошел в группу штатных обо-лочечных материалов (см. табл. 21). [c.178]

Второй механизм— образование пор вследствие скопления вакансий — наблюдается при весьма значительном времени испытания или эксплуатации, а также при очень высоких температурах [Л. 12, 24, 25]. Необходимое количество вакансий образуется в процессе пластической деформации при высокой температуре в результате движения винтовых дислокаций [Л. 13, 14, 16]. Под действием напряжений, вызванных внешними нагрузками, вакансии перемещаются направленно. Встречая на свое.м пути препятствия, вакансии скапливаются на них, образуя поры. По мнению большинства исследователей рост пор независимо от механизма их зарождения ироисходит в результате направленной диффузии вакансий. [c.81]

О ТОМ, ЧТО при термоциклировании сплавов происходили процессы растворения и выделения графита, свидетельствуют данные металлографического анализа. Полированная поверхность образцов покрывалась пленкой графита (рис. 25, о), утолщающейся с циклами. Графитные включения, имеющие компактную форму после первых циклов, в дальнейшем разветвлялись и приобретали сложную форму (рис. 25, 6). В сплавах кобальта увеличивалось число графитных кристаллов, которые возникали преимущественно на дислокациях (рис. 25, б). Повышение плотности дислокаций в кобальте при термоциклировании связано со сдвиговым механизмом полиморфного превращения. Эффективность дислокаций при зарождении графита обусловлена присутствием пор, возникающих вследствие высокого напряжения в районе головной дислокации скопления. По рельефу, создающемуся на полированной поверхности термоциклирован-ных образцов, можно судить об относительном смещении зерен вдоль границ. В структуре термоциклированных образцов обнаруживаются признаки полигонизации, особенно вблизи границ зерен, и миграция границ, из-за которой в объеме зерен твердого раствора появляются цепочки гра- [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...