Пор зарождение деформационный

ИИ, что характерно для кристаллов в окрестности структурного оного перехода. При этом их пластичность резко возрастает, то шно с облегчением зарождения деформационных дефектов в кри-тлах со сдвиговой неустойчивостью. [c.7]

В настоящем разделе предпринята попытка сформулировать деформационно-силовой критерий зарождения усталостного разрушения применительно к ОЦК металлам, в частности к сталям перлитного класса, основываясь на некоторых физико-меха-нических представлениях о накоплении повреждений при усталости [74, 79, 85, 126]. Разрабатываемый подход позволит ответить на некоторые открытые вопросы в проблеме малоцикловой усталости материалов, в частности, касающиеся влияния на долговечность максимальных напряжений и нестационарности нагружения. [c.136]

Подставив зависимости (2.104) и (2.105) в уравнение (2.100), получим деформационно-силовое уравнение, описывающее зарождение усталостного макроразрушения при стационарном нагружении, [c.141]

После страгивания развивающаяся микротрещина может быть остановлена барьерами различной природы при небольших пластических деформациях — микронапряжением, а при больших — границами деформационной субструктуры. Для зарождения хрупкого макроразрушения нестабильно развивающаяся микротрещина должна преодолеть вышеназванные барьеры. [c.146]

Выявленные закономерности деформирования и разрушения материала при циклическом нагружении позволили сформулировать деформационно-силовой критерий, который дает возможность прогнозировать долговечность по условию зарождения макроразрушения при ОНС с учетом максимальных нормальных напряжений в цикле и особенностей суммирования повреждений при нестационарном нагружении. [c.148]

Проанализируем эти данные с позиций известных моделей деформационного двойникования, учитывая, что для зарождения двойника требуется определенная концентрация напряжений [17, 21, 111], которая может быть обеспечена, например, за счет предшествующего скольжения [117, 123]. [c.58]

Стадия установившейся деформации. Следуя [61], на данной стадии имеет место равновесие между процессами деформационного упрочнения и возврата в границах зерен. Возврат включает в себя поглощение дислокаций границами зерен, ЗГП и миграцию границ зерен. Напряжение течения на этой стадии контролируется зарождением новых дислокаций. [c.194]

Роль механического нагружения при коррозии под напряжением сводится, в первую очередь, к созданию деформационной электрохимической гетерогенности, уровень которой определяет величину э. д. с. короткозамкнутой гальванопары, обусловливающей зарождение трещин и их последующее развитие. 58 [c.58]

Зарождение трещин растрескивания и усталости имеет преимущественно коррозионно-электрохимическую природу и связано с деформационной локализацией коррозии, при которой на поверхности металла появляются гальванопары, т. е. наступает второй (уже коррозионный) период зарождения трещины. Для таких гальванопар площадь локальных анодных участков несоизмеримо меньше остальной катодной поверхности металла, кроме того, гальванопары - короткозамкнуты по металлу (53, 55]. Согласно теории короткозамкнутых гальванических элементов [2], подобным гальванопарам характерно следующее [c.62]

Более строго условия локально-коррозионного зарождения питтинга (зародышевой трещины) можно сформулировать следующим образом деформационное локальное образование [c.64]

Заметим, что роль дисперсных фаз в сплавах как концентратов локальных напряжений велика. Они ограничивают подвижность дислокаций, вызывают деформационное упрочнение и в то же время облегчают возможность появления микротрещин. Механизм их зарождения зависит от природы металла, условий нагружения и от других причин. [c.51]

Рассмотренные выше энергетические критерии в деформационных терминах предполагают определение долговечности на стадии образования макротрещин. Стадии зарождения магистральной трещины, как известно, предшествует стадия рассредоточенного трещинообразования, которая может быть объяснена особенностями развития деформаций на рабочей базе образца. [c.130]

Перераспределение нагрузки (повышение несущей способности) Повышение сопротивления схватыванию, образованию задиров Повышение термической стабильности Ускоренное деформационное упрочнение Формирование мест преимущественного зарождения трещин Ускорение распространения трещин Формирование третьего тела , содержащего твердые частицы [c.196]

Поведение образца определяется увеличением доли пластической деформации, предшествующей разрушению, при повышении температуры. При низких температурах в макроскопически хрупком образце имеется малая пластическая зона. При Tqy эта зона достаточна для того, чтобы вызвать общую текучесть. При Гц7 увеличение пластической зоны до размеров сечения образца может происходить только благодаря росту нагрузки, так как сечение нетто подвергнуто деформационному упрочнению. Выше нагрузки и смещения быстро растут, так как влияние надреза на трехосное напряженное состояние ослабляется вследствие деформации всего сечения. Вязкое разрушение может происходить выше или ниже в зависимости от величины деформации, требуемой для зарождения разрушения у основания надреза, и его относительной глубины. Эта деформация обычно зависит от содержания включений в материале. Образец из очень чистого железа с неглубоким надрезом можно изогнуть до соприкосновения вплотную сторон образца без признаков разрушения. Для той же матрицы, но с большой объемной долей близко расположенных включений, разрушение может зародиться при низких деформациях у основания надреза, соответствующих малым углам изгиба. [c.168]

Таким образом, можно считать установленным, что пластичность у вершины критической трещины при зарождении вязкого разрушения зависит от нескольких факторов. Она понижается с ростом содержания включений (уменьшения межчастичного расстояния для данного размера частиц), с уменьшением коэффициента деформационного упрочнения и с повышением поперечной компоненты напряжения. Роль предела текучести не вполне ясна, хотя его рост вызывает увеличение гидростатических компонент напряжений вокруг концентратора. [c.202]

Указанное следствие вытекает из второго важного момента предложенной схематизации процесса хрупкого разрушения условия зарождения, страгивания и распространения трещин скола являются независимыми. Разрушение в макрообъеме в зависимости от температурно-деформационных условий нагружения может контролироваться одним из перечисленных процессов. Для случая одноосного растяжения условия зарождения, страгивания и распространения микротрещин скола можно изобразить в виде схемы (рис. 2.7), использовав параметрическое представление в координатах а — Т. Кривая 1 соответствует условию зарождения микротрещин скола, причем это условие не совпадает с условием достижения макроскопического предела текучести. Прямая 2, отвечающая напряжению а=5о, есть условие страгивания. Линия 3 определяет условия распространения микротрещин скола в изменяющейся в процессе деформирования структуре материала. Очевидно, что при условии о От параметр ap = onst, поскольку в этом случае rie сформированы [c.65]

На первом этапе были изучены продольные шлифы гладких цилиндрических образцов, испытанных на растяжение при Т = = —196°С. Согласно разработанной модели, при одноосном растяжении таких образцов их хрупкое разрушение контролируется процессом распространения микротрещин скола. Зарождение же микротрещин скола начинается в соответствии с условием (2.7) при напряжениях и деформациях меньше разрушающих. Однако эти микротрещины при ai < S будут остановлены различными барьерами (границами зерен, границами фрагментов и т. п.). Поэтому на продольном шлифе должны наблюдаться такие остановленные микротрещины, причем их длина может быть различной — от размера зерна (если микротрещина остановлена границами зерна) до размера фрагмента деформацион- [c.87]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Реализация хрупкого разрушения в ОЦК металлах происходит при выполнении трех условий зарождения острых микротрещин (притупление равно параметру решетки), их страгива-ния и распространения микротрещин скола через различные эффективные барьеры — микронапряжения или границы деформационной субструктуры материала. [c.146]

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]

Процесс малоциклового усталостщ)го разрушения ОЦК металлов может быть подразделен на три этапа множественное зарождение микротрещин на самых ранних стадиях циклического упругопластического деформирования, стабильное подрастание микротрещин за счет эмиссии и стока дислокаций в их вершины и, наконец, нестабильное развитие микротрещин до ближайших эффективных барьеров, которыми могут являться микронапряжения или границы деформационной субструктуры. Исходя из указанной схематизации усталостного разрушения ясно, что долговечность до зарождения макроразрушения определяется двумя параметрами НДС неупругой деформацией (точнее, размахом неупругой деформации в цикле) и максимальными напряжениями в цикле. Первый параметр определяет скорость стабильного роста микротрещины, а второй — ее критическую длину. [c.148]

Второй возможный механизм развития трещины базируется на следующих представлениях. После объединения микротрещины с макротрещиной идет непрерывное динамическое развитие макротрещины по тем же законам, по которым развивалась и микротрещина отсутствие заметного пластического деформирования у верщины быстро развивающейся трещины (недостаточно времени на реализацию релаксационных процессов в вершине) рост трещины по плоскостям спайности с преодолением различных барьеров типа границ зерен, фрагментов, блоков (см. раздел 2.1). При реализации второго механизма энергия, необходимая для старта трещины, будет отличаться от энергии, идущей на ее рост. Энергия зарождения хрупкого разрушения обусловлена пластическим деформированием, необходимым как для зарождения микротрещин, так и для реализации деформационного упрочнения, обеспечивающего рост напряжений до величины S . Для распространения трещины от одного зерна к другому необходима эффективная энергия не только для образования новых поверхностей, но и для компенсации дополнительной работы разрушения, идущей на образование ступенек и вязких перемычек при распространении трещин скола [121, 327]. Образование ступенек на поверхности скола, как известно, связано с различной ориентацией зерен. При переходе трещины скола через границу зерна в новом зерне из-за различий в ориентации происходит разделение трещины на ряд отдельных трещин, которые распространяются параллельно по кристаллографическим плоскостям спайности и прп объединении образуют ступеньки скола. При распространении макротрещины через отдельные неблагоприятно расположенные зерна, для которых плоскости спайности сильно отклонены от направления магистральной трещины, могут наблюдаться вязкие ямочные дорывы (перемычки) [114, 327]. Учитывая, что для старта макротрещины требуется пластическое деформирование, по крайней мере в масштабе, не меньшем, чем диаметр зерна, а для ее развития масштаб пластического деформирования ограничен размером перемычек между микротрещинами, можно заключить энергия G , необходимая для старта трещины, выше, чем энергия ур, требующаяся на ее развитие. Эксперименты для большинства конструкционных металлических материалов подтверждают сделанное заключение [253]. Следовательно, динамическое развитие трещины при хрупком разрушении наиболее вероятно происходит по второму механизму. Кроме того, в пользу второго механизма говорят имеющиеся фрактографические наблюдения (рис. 4.19), которые иллюстрируют переход трещины скола через границу зерна со значительной составляющей кручения и расщепление зерна рядом параллельных друг другу трещин. Если бы развитие трещины [c.240]

Охрупчивающий эффект деформационного старения сказывается на ударной вязкости K V трубной стали и ее составляющих K V3 (зарождения трещины) я K Vp (распространения трещины). Наиболее четко эффект старения металла длительно эксплуатированных нефтепродуктов просматривается по относительной протяженности разрушения. Примерно до 10 лет эксплуатации протяженность разрушений сохраняет постоянное значение. При t > 10 лет отмечается значительное увеличение протяженности разрушения. [c.367]

Эти стадии хорошо выявляются в условиях нагружения с постоянной общей (упругой и пластической) амплитудой деформации за цикл. В случае испытаггий только с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл металлических материалов, не имеющих физического предела текучести, период зарождения усталостных трещин может сразу начинаться со стадии деформационного упрочнения или разупрочнения. Кроме того, для выяв- [c.19]

Достижение пунктирной линии зарождения субмикротрещии на стадии циклическою деформационного упрочнения (рис. 7) связано с формированием самоорганизующихся дислокационных структур с критической плотностью дислокаций (р S Ю м ), например, в стенках дислокационных ячеек или полосовых структур. Именно в этих локальных объемах металла возникают уже на стадии циклического деформационного упрочнения субмикротрещины размером порядка 1 - 3 мкм. [c.41]

При прямом динамическом внедрении абразивных частиц ответственными за разрушение являются прежде всего нормальные напряжения. У вязких пластичных материалов наблюдаются значительно более высокое деформационное упрочнение, локальный рост наклепа, увеличивается неоднородность микроискажений. Частицы износа отделяются лишь после того, как материал будет достаточно охруп-чен и в поверхностном наклепанном слое возникнут микротрещины. Прямое ударное воздействие абразивных частиц на твердые материалы обусловливает возникновение высоких нормальных напряжений,, активное зарождение и развитие микротрещин, интенсивное разрушение. Причем изнашивание с отделением частиц происходит без пластической деформации сразу же после первых ударов абразива т. е. отсутствует предразрушающая фаза наклепа, характерная д.чя пластичных материалов. [c.117]

На рис. 3 приведена температурная зависимость предела прочности на разрыв гомогенных и трехслойных образцов сплава Х20Н78Т. С увеличением температуры испытания одинаково снижается прочность обоих материалов и свойства трехслойных образцов во всем диапазоне температур остаются несколько ниже свойств гомогенного сплава. На рис. 4 приведены типичные деформационные структуры композиционных образцов, испытанных в интервале 600—-1200° С. Зарождение микротрещин наблюдалось в приграничной диффузионной зоне, размеры которой, как видно [c.96]

Обратимся к рассмотрению особенностей микрорельефа, появляющегося в зоне сопряжения слоев биметалла СтЗ + Х18Н10Т, изготовленного методами сварки взрывом. При температурах испытания от 20 до 400° С (рис. 131, д) вид деформационного микрорельефа определяется в основном процессами зарождения в хрупких белых фазах [102] микротрещин и развитием их в участках металла, прилегающих к волнообразной границе раздела слоев. Разрушение композиции, по-видимому, определяется интенсивностью слияния микротрещин, образовавшихся в отдельных участках хрупких фаз, а также развитием деформации, сопровождающейся дроблением поверхностного слоя основного металла на микроблоки ячеистой формы. [c.233]

В лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения впервые были сделаны попытки применить анализаторы изображения для изучения деформационной структуры образцов металлических материалов после их испытания в установках для тепловой микроскопии. Разработанные при этом методики позволяют производить количественный анализ накопления усталостных повреждений (подсчет числа линий скольжения и их площади), изучение процессов зарождения и развития усталостной трещины (измерение длины трещины и площади пластической зоны в ее вершине), измерение величины диагонали и расстояния между отпечатками ми кротвердости [76]. [c.284]

В статье дан краткий анализ результатов исследования зарождения и развития усталостных трещин в металлах при многоцикловом нагружении, полученных в Институте проблем прочности АН УССР. Показано, что об интенсивности накопления усталостного повреждения па стадии зарождения усталостной трещины можно судить по величине неупругой циклической деформации. Приведены деформационные и энергетические критерии зарождения трещин рассмотрены закономерности развития усталостных трещин п обоснована целесообразность использования в расчетах характеристик вязкости разрушения при циклическом нагружении. [c.420]

Делая выводы, отметим, что зарождение и развитие трещин коррозионного растрескивания металлов и сплавов происходит, по-видимому, в пять этапов (рис. 9). Продолжительность I (инкубационного) этапа определяется временем до появления на поверхности металла аноднь1х деформационных образований (линий и полос скольжения, локального разрыва пленок). Роль среды на этом этапе сводится лшш> к адсорбционному облегчению их возникновения на поверхности. Этапы II и III являются чисто коррозионными. На II происходи1 коррозионное зарождение трещины путем локальной коррозии по месту полосы скольжения или разрыва пленки, на III — равномерно ускорен" ное подрастание уже зародившейся трещины в результате работы деформационной гальванопары ( пара Эванса ). Скорость чис-92 [c.92]

Процесс зарождения и развития трещин коррозионной усталости также можно разделить на несколько этапов. Этап I, как и при растрескивании, - инкубационный. На этом этапе вследствие деформационного выхода на поверхность дислокаций и образования полос скольжения на металле формируются анодные зоны локальной коррозии. Роль среды, по-видимому, сводится к адсорбционному облегчению (ускорению) выхода полос скольжения на поверхность металла, т. е. в определешой степени проявляется эффект Ребиндера. После формирования на металле стойких полос скольжения с более отрицательным электродным потенциалом, чем потенциал остальных участков поверхности [12], начинается локальная коррозия по месту полос скольжения, т. е. реализуется П этап развития трещин — их коррозионное зарождение. [c.95]

Зарождение трещины, т. е. возникновение очага локальной коррозии по месту выхода на поверхность металла деформационных дефектов (линии и полосы скольжения, локальные разрывы пленок) происходит лишь в том случае, когда разность электродных потенщ1алов катода (остальная поверхность металла) и анода (очаг локальной коррозии) превышает общий уровень электрохимической гетерогенности поверхности металла. [c.103]

Пластическое течение металлов и сплавов описывается различными моделями деформационного упрочнения 1) преодолением барьера Пайерлса—На-барро, характеризующим собственное сопротивление решетки движению дислокаций 2) преодолением в процессе деформации различного рода препятствий движению дислокаций (барьеров Ломера—Коттрелла или сидячих дислокаций и др.) 3) пересечением скользящих дислокаций с дислокациями леса и взаимодействием дислокаций с плоскими границами 4) поперечным скольжением винтовой составляющей дислокаций с переползанием краевой составляющей дислокации 5) зарождением (размножением) дислокаций. [c.7]

Анализом диаграмм термоциклического деформирования установлено, что при всех исследованных видах напряженного состояния в области рабочих температур в стали 12Х18Н10Т происходит устойчивое термоциклическое упрочнение. Природа упрочнения согласно исследованиям структуры связана с динамическим деформационным старением, обусловливающим создание повышенной плотности дислокаций в теле зерна, а также зарождение и рост карбидных фаз типа Ti внутри зерна и (Сг, Ре)2зСв на его границах [391. [c.117]

Цели, которые преследуют, добиваясь однородности микроструктурой, могут быть в сильной степени подчинены необходимой степени однородности химической. Кинетика зарождения выделений вторых фаз, огрубления частиц, а также подвижность границ чувствительны к колебаниям в химическом составе, которые имеют место в литом материале (рис. 16.7). Чтобы понизить химическую ликвацию в слитке после вакуумно-дугового или электрошлакового переплава, в процесс деформационного передела слитков обычно включают цикл статической гомогенизации. Выбор верхнего температурного предела такой гомогенизации определяется температурой начала плавления и колебаниями температуры в печи, где предстоит проводить гомогенизацию. Иногда одной из дополнительных задач гомогенизации является устранение хрупких избыточных фаз типа фаз Лавеса в сплаве IN O 718. [c.209]

При высоких температурах ( 1300°С) деформационные процессы в большей степени реализуются по границам зерен посредством межзеренного скольжения и диффузионной ползучести, а разрушение имеет межкрйстал-литный характер. Поэтому устранение (или значительное уменьшение протяженности) в процессе направленной кристаллизации поперечных границ зерен (являющихся очагами зарождения трещин) за счет образования столбчатой или монокристаллической структуры делает возможным одновременное повышение длительной прочности, пластичности и сопротивления теп-лосменам высокотемпературных жаропрочных сплавов. [c.360]

Можно полагать, что в тонких усах дислокаций нет и отсутствуют любые дефекты, которые могут служить их источниками. Пластическая деформация в таких кристаллах должна начинаться в тот момент, когда напряжение достигнет величины, необходимой для зарождения дислокаций в совершенной решетке. Как известно, гомогенное зарождение дислокаций требует напряжения, равного теоретической прочности на сдвиг. После зарождения хотя бы одной подвижной дислокации напряжение падает до значения as, необходимого для движения и размножения дислокаций. Таким образом, величина зуба текучести для усов равна разности напряжений зарождения и размножения дислокаций. При увеличёнии диаметра образца изменяется не только внешний вид кривых а — е, но также и характер пластического течения протяженность легкого скольжения заметно уменьшается и, начиная с d 20 мкм, эта стадия полностью отсутствует. Вслед за острым пределом текучести сразу же наступает сильное деформационное упрочнение. [c.363]

Контактное усталостное выкрашивание (образование питгингов) с последующим развитием усталостного разрушения по сечению деталей наблюдается в таких деталях, как подшипники качения и скольжения, на зубьях шестерен, замковых соединений и пр. В условиях переменного контакта на поверхностях деталей образуются развальцованные языки, более твердые по сравнению с основным материалом из-за деформационного упрочнения. Сильная развальцовка языков может привести к образованию следов сдвига, которые могут быть местами зарождения усталостных трешин. Увеличенные за счет деформации при развитии усталости языки (или чешуйки) могут быть вырваны в результате действия тангенциальных растягивающих сил. [c.164]

Глава II посвящена рассмотрению закономерностей зарождения н развития трещин на ранних стадиях с использованием критериев линейной механики разрушения. Особое внимание уделяется анализу деформационных критериев рассеянного усталостного повреждения, условиям зарождения магистральной усталостиой трещины и взаимосвязи традиционных характеристик сопротивления усталостному разрушению с критериями механики разрушения. [c.4]

На рис 67 приведены данные о хладноломкости спокойной (сп) и кипящей (кп) стали типа СтЗ Порог хладноломкости кипящей стали на 30—40°С выше, чем у спокойной Это проявляется при определении порога хладноломкости по всем показателям ударной вязкости, % волокна в изломе, работе развития и зарождения трещины Полуспокойная сталь по хладноломкости занимает проме жуточное положение между спокойной и кипящей сталью, в прокате же небольших сечений (до 10—15 мм) полуспокойная сталь по хладноломкости приближается к спокойной Хладноломкость кипящей стали обусловлена наличием в твердом растворе азота, не связанного в нитриды, и высоким содержанием вредных примесей (Р, S, О, N) Нёоб ходимо также отметить, что кипящая сталь наиболее склонна к деформационному старению (см гл XIII) [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...