Разрушение внутрикристаллическое

Хрупкое разрушение не сопровождается заметной пластической макродеформацией и происходит при действии средних напряжений, не превышающих предела текучести. Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер (рис. 13.38, в). Хрупкое разрушение, как правило, внутрикристаллическое. Разрушение происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллографической плоскости, называемой плоскостью скола (отрыва). При некоторых условиях хрупкое разрушение бывает межкристаллитным (например, при водородной хрупкости). Хрупкое разрушение. [c.544]

На изломах длительного статического нагружения фокус разрушения выявляется с трудом из-за того, что зернистое строение излома макроскопически однородно, рубцы , указывающие направление развития разрушения, как правило, отсутствуют (см. рис. 62) или имеют очень нечеткие очертания. Отсутствие рубцов связано в основном с множественностью очагов, первичных и дополнительных вторичные очаги могут возникать не только у поверхности, но и как результат внутреннего растрескивания. Установлению месторасположения первичного очага во многих случаях помогает его большая по сравнению с другими участками излома окисленность. В деформируемых сплавах, в которых четко проявляется зернистость излома, очаги определяют по наличию чисто межзеренного разрушения. Вместе с тем следует иметь в виду, что в материале с разнозернистой структурой разрушение может начаться как внутрикристаллический скол в крупном зерне, при этом часто отмечается пониженная долговечность . [c.91]

Обычно, чем крупнее размер зерна, в котором образовался первичный очаг, тем больше его протяженность и тем сильнее снижается долговечность. Положительное влияние мелкозернистого поверхностного слоя на выносливость при комнатной температуре связано, очевидно, с тем, что очаг разрушения возникает на поверхности образца и представляет собой внутрикристаллический скол. При таких обстоятельствах уменьшение размера зерна играет положительную роль. При высокой температуре снижение верхнего уровня долговечности в образцах с мелкозернистым слоем связано с более интенсивным окислением и возникновением множественных дополнительных трещин по границам зерен (рис. 126). [c.155]

Коррозия и механические свойства. Растяжение за пределом упругих деформаций увеличивает скорость коррозии. Если напряжения в металле ниже определенного уровня, разрушения не наступает даже при значительной продолжительности испытаний в коррозионной среде. Здесь предполагается, что уменьшение поперечных размеров элемента вследствие коррозии невелико и его можно не принимать во внимание. При превышении же указанного уровня напряжений отрезок времени от нагружения до разрушения уменьшается с увеличением уровня напряжений. Этого в отсутствие коррозии не наблюдается. Имеет место явление так называемого внутрикристаллического и межкристаллического коррозионного растрескивания. В условиях определенных напряженных состояний (возникающих, например, при растяжении с кручением) и наличия коррозионно активной среды происходит охрупчивание материала. [c.273]

ВЫСОКИХ температур наблюдается перелом на кривых усталости, свидетельствующий об изменении механизма разрушения и переходе от внутрикристаллического разрушения к внутризеренному. [c.46]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Другой особенностью металлов является их повышенная чувствительность к внешним воздействиям вдоль границ зерен. Например, если на латунный образец поместить небольшое, количество ртути, то она просачивается по границам зерен и через очень короткое время латунь распадается на куски. Подобное же явление происходит и с нержавеющей сталью. При некоторых условиях у обычных типов нержавеющих сталей по границам зерен образуются карбиды. Более того, в некоторых средах разрушение идет вдоль границ зерен, и нержавеющая сталь, обычно считающаяся коррозионно-стойкой, распадается. Между прочим, это явление используется для изготовления порошка из нержавеющей стали. Такая внутрикристаллическая коррозия имеет важное значение в связи с применением жидких металлов в ядерных реакторах. Можно ожидать, что жидкий металл окажется причиной такой коррозии. Этот вопрос нуждается в дальнейшем изучении. [c.272]

При резании поликристаллических материалов одновременно с внутрикристаллической деформацией происходит и меж-кристаллическая (относительное скольжение и поворот зерен, дробление их на отдельные блоки, разрушение по границам зерен и др.). При повышении температуры межкристаллические связи ослабляются и разрушение материалов будет происходить не только внутри зерен, но и по их границам. [c.29]

Уже у монокристаллов наблюдается весьма сильное различие между влиянием температуры на прочность при двух основных видах разрушения отрыве и срезе. Так, сопротивление срезу монокристаллов кадмия при повышении температуры на 200° С (от 100 до 300° С) падает с 1600 до 400 гс/мм , т. е. в 4 раза, в то время как температурная зависимость сопротивления отрыву (внутрикристаллическому) у монокристаллов ничтожна (у висмута в интервале от -1-20 до —80° С у цинка в интервале от —80 до —253° С у железа при температурах ниже 0°С). Подобное поведение наблюдалось также и у поликристаллов, хотя большей частью не удавалось измерить сопротивление отрыву в чистом виде. [c.246]

В пределах первой зоны располагается фокус излома. Фокус излома выявляется при макроскопическом анализе лишь в тех случаях, когда он имеет более окисленную, чем соседние участки, поверхность. Он располагается, как правило, непосредственно у поверхности образца (детали) и представляет собой участок межзеренного разрушения. Однако излом длительного статического нагружения может начаться с разрушения по телу крупного зерна в виде внутрикристаллического скола. Такой вид разрушения может наблюдаться в материале, имеющем разнозернистую структуру. При этом, как правило, отмечается пониженная долговечность материала. [c.365]

Длина трещины не может служить строгим количественным критерием стойкости сварных швов против образования горячих трещин. По длине трещины можно судить главным образом о сопротивлении металла распространению трещины, причем по мере развития трещины межкристаллический характер разрушения может сменяться внутрикристаллическим. [c.128]

Действительно, разрушение при ползучести подготавливается по мере накопления микроразрушений [90], механизм образования которых в общем случае может быть различным. В зависимости от температуры, уровня напряжений и их ориентации в пространстве разрушение может быть внутрикристаллическим и межкристал-лическим. [c.173]

Трещины, образующиеся в сварных швах, разделяют на горячие высокотемпературные) и холодные (низкотемпературные). К горячим относят трещины, возникающие либо при температурах конца затвердевания, либо при более низких, чем температура конца затвердевания данного металла, а к холодным — трещины, возникающие при температурах ниже 300° С. Горячие трещины проходят, как правило, по границам кристаллитов и поэтому вызывают меж-кристаллическое разрушение металла холодные трещины являются внутрикристаллическим разрушением и чаще пересекают зерна металла и их границы. [c.75]

Горячие трещины располагаются по границам кристаллов и приводят к межкристаллическому разрушению холодные трещины вызывают внутрикристаллическое разрушение. [c.16]

Хрупкое разрущение характеризуется тем, что оно не сопровождается заметной пластической макродеформацией и, как правило, наблюдается при действии средних напряжений, не превышающих предел текучести. Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер. Хрупкое разрушение, как правило, является внутрикристаллическим. Разрушение в большинстве случаев происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллографической плоскости, называемой плоскостью скола (отрыва). Однако при некоторых условиях эксплуатации (водородное насыщение, коррозия и др.) хрупкое разрушение может быть межкристаллитным (межзеренным). Хрупкое разрушение часто происходит внезапно и распространяется с большой скоростью при малых затратах энергии. В ряде случаев оно приводит к катастрофическим разрушениям сварных конструкций в процессе эксплуатации. [c.75]

Горячие трещины отличаются от холодных еще и тем, что они практически всегда проходят по межкристаллическим прослойкам, не пересекая зерна металла, в то время как холодные трещины представляют собой внутрикристаллическое разрушение и пересекают как зерна металла, так и межкристаллические прослойки. Это отличие холодных и горячих трещин объясняется различной природой их образования. [c.86]

Основные проблемы повышения конструктивной прочности сварных изделий из перлитных и мартенситных сталей и а- и а+р-сплавов титана связаны с высокой склонностью этих материалов к образованию холодных трещин при сварке и задержанному разрушению, а также с понижением пластичности и прочности соединений в сравнении с основным металлом. В ряде случаев известные методы упрочнения за счет легирования и термической обработки не позволяют удовлетворительно решать эту проблему без специальных методов регулирования структуры и свойств сварных соединений в процессе сварки. Указанные стали и сплавы титана обладают повышенной реакцией на термический цикл сварки, в результате чего в околошовной зоне, шве и других участках сварных соединений происходят неблагоприятные изменения структуры и свойств. К основным явлениям, лимитирующим повышение конструктивной прочности сварных изделий из этих материалов, следует отнести развитие химической и физической неоднородности в сварных швах (внутрикристаллическая неоднородность, полигонизация), в околошовной зоне (рост зерна, перегрев) и на границе сплавления, образование хрупких закалочных структур в шве и околошовной зоне, разупрочнение основного металла в участках высокого отпуска или рекристаллизации обработки и т. д. [c.8]

При механическом воздействии в конденсационной структуре происходит как дробление самих частиц, так и разрыв связей между ними. Б тиксотропных же структурах при этом разрушаются только преимущественно связи между частицами. Внутрикристаллические связи, разорванные в результате дробления частиц, после снятия механического воздействия не восстанавливаются. Разрушенные тиксотропные связи восстанавливаются вновь при приближении частиц на расстояние действия межмолекулярных сил. [c.119]

Таким образом, в этом случае имеет место существенное влияние окисления. Оно повышает частотную чувствительность и ослабляет эффект уровня деформаций для разрушающего числа циклов. Скорость распространения трещины уже не описывается упомянутой зависимостью от интенсивности деформаций. В то же время в вакууме эта зависимость имеет место при слабой чувствительности к длительности нагружения в области частот, превышающих 0,1 цикла/мин. Для весьма низких частот (менее 0,01 цикла/мин) и в условиях вакуума возникает чувствительность к длительности нагружения, возможно в связи с проявлением длительного статического повреждения и структурными превращениями. Эти закономерности для теплостойкого сплава А286 при температуре 590° С и размахе деформации Авр = 0,002 иллюстрируются частотными зависимостями выражения (29) по данным [44], представленным йа рис. 23. В левой части для низких частот критерием разрушения является длительность нагружения (область J), в правой части для высоких частот этим критерием является число циклов (3). В вакууме этот критерий достигается (для исследованных условий) при существенно более низких частотах, чем на воздухе (разница в частотах достигает 3—4 порядков). Соответственно меняется фрак-тография излома, в области критерия длительности разрушение межкристаллическое, в области критерия числа циклов разрушение внутрикристаллическое, в промежуточной области (2) смешанное. [c.34]

Таким образом, внутрикристаллический скол (отрыв) по определенной кристаллографической плоскости является характерным для практически полностью хрупкого разрушения. Несколько менее хрупкое разрушение происходит с формированием фасеток квазиотрыва. Однако с практической точки зрения к хрупким следует отнести изломы, имеющие сотовое строение и образованные по механизму ямочного разрыва, но также с малым участием пластической деформации. Ряд конструкционных сплавов, в частности сплавы на алюминиевой основе, другие сплавы с некубическим типом кристаллической решетки [c.45]

Межзеренное разрушение в общем случае является малопластичным. Наиболее очевидный признак межзеренного разрушения заключается в наличии рельефа, соответствующего огранке зерен. Межзеренное прохождение трещин устанавливают либо при макроанализе (в случае размера зерна 0,05 мм и выше), либо при использовании увеличения оптического микроскопа. В крупнозернистом материале при обычно применяемых увеличениях электронных микроскопов 3 тыс. и более четко установить межзеренный характер разрушения иногда бывает затруднительно. При увеличении оптического микроскопа в межзеренных хрупких изломах наблюдаются гладкие площадки часто с частицами охрупчивающих включений. На этих площадках могут наблюдаться сдвиги в виде складок, четко выявляются границы-зерен. На электронных фрактограммах обнаруживаются менее грубые сдвиги, тонкодисперсные частицы различных выделений (рис. 28). От внутрикристаллического хрупкого скола такие изломы отличаются, как правило, отсутствием ручьистого узора, что, по-видимому, связано с меньшей возможностью дробления трещины при межзеренном прохождении разрушения по сравнению с внутризеренным. [c.47]

МФХ и стали 12МФХ. Зависимости напряжение—время для металла шва, наплавленного в уголок и на кромку пластины, идут ниже кривой основного металла, а для металла стыкового шва — выше. С увеличением времени различие в длительной прочности уменьшается и при экстраполяции на 10 ч металл шва всех вариантов и основной металл дают близкие значения предела длительной прочности. Пластичность образцов до разрушения для всех вариантов высокая, что указывает на внутрикристаллический характер излома. [c.51]

Исходя из представления о физической природе пластической деформации и разрушения металлов, можно заключить, что для большинства пластичных металлов, подвергающихся вырубке, по-видимому, будет справедлива схема разрушения путем среза — внутрикристаллическое разрушение в результате появления вначале большого количества микросрезов (микротрещин), переходящих затем в макротрещины. Для некоторых хрупких материалов, а также при наличии большого зазора процесс вырубки может осуществляться частично и путем отрыва. В этом случае будет иметь место как внутрикристаллическое, так и межкристалличе-ское разрушение или их совместное действие. [c.51]

Схема рис. 6.8, развитая 3. Джефрисом и Р. Арчером, показывает, что при повышении температуры происходит переход от внутрикристаллического к межкристаллическому разрушению ввиду более сильного падения прочности границ (штриховые линии) при нагреве, чем прочности самих зерен (сплошные линии). [c.247]

Одновременно повышение внутрикристаллической прочности авк (т е. прочности самих кристаллов) отстает от повышения межкристаллической прочности Оцк- При некоторой переходной температуре, называемой эквико-хезивной Гэкв [15], межкристаллическое разрушение переходит во внутрикристаллическое, носящее пластичный характер, так как деформирование металла развивается вследствие сдвиговых деформаций (рис. 20.2). [c.548]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...