Деформация пластическая внутризеренная

В процессе термоциклирования при значительно отличающихся величинах Ттах и Тшш пластическая деформация во внутризеренных объемах накапливается как при верхней температуре цикла в условиях сжатия, так и при нижней температуре цикла в условиях растяжения. В соответствии с этим деформационный рельеф внутри зерен представляет собой совокупность полос скольжения двух типов высокотемпературных и низкотемпературных . Указанные полосы скольжения разделены по месту протекания деформации и достаточно легко идентифицируются по различному направлению смещения на них интерференционных линий (рис. 5) и большей ширине. Полосы скольжения указанных типов могут располагаться как в одних и тех же, так и в различных участках зерен, если условия деформации при верхней и нижней температурах цикла резко различны. Структура низкотемпературных и высокотемпературных полос скольжения, характер их развития и расположения подобны тем же характеристикам внутризеренной деформационной структуры при соответственно выбранных (температура и скорость деформации) условиях растяжения. Лишь в полосах деформации иногда наб- [c.47]

Итак, пластическая внутризеренная деформация осуществляется благодаря действию касательных напряжений по определенным плоскостям скольжения за счет последовательного смещения дислокаций и атомов на расстояния, значительно превышающие межатомные. [c.117]

В общем случае, когда сразу или вслед за проскальзыванием по границам зерен в сплавах титана, особенно пластичных, с невысоким пределом текучести, развивается заметная пластическая деформация во внутризеренных объемах, при анализе механизма зарождения микротрещин следует исходить из современных дислокационных моделей и учитывать характеристики процесса ползучести, приводящего к повреждаемости металла, образованию и росту трещин [2]. [c.158]

В общем случае, когда сразу или вслед за проскальзыванием по границам зерен в сплавах титана развивается заметная пластическая деформация вО внутризеренных объемах, при анализе механизма зарождения микротрещин, по-видимому, следует исходить из современных дислокационных моделей. [c.46]

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

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

При температурах Т О,БТ до 20% от общей пластической деформации может быть связано с проскальзыванием по границам зерен. Немаловажную роль здесь играют диффузионные процессы, существенно облегчающие как внутризеренную, так и межзеренную пластическую деформацию. Становится возможным диффузионное перемещение (проскальзывание) отдельных кристаллитов, облегчаемое вакансиями, концентрация и подвижность которых при таких температурах существенно возрастают. [c.105]

РОЛЬ АККОМОДАЦИИ И ВНУТРИЗЕРЕННОГО ТЕЧЕНИЯ ДЛЯ ЗЕРНОГРАНИЧНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ. Рассмотрим поведение двух предельно идеализированных моделей (рис. 103). Предположим, что поликристаллический металл описывается набором жестких полиэдров, способных только к жесткому смещению путем проскальзывания по границам. [c.176]

В условиях пластической аккомодации скорость проскальзывания зависит от деформационных характеристик и структуры зерен, поскольку внутризеренное скольжение может приводить к упрочнению. Априорно невозможно указать количественные параметры (напряжение, температура деформации), которые позволили бы точно разграничить условия действия одного и второго [c.177]

СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНАЯ ( ТЕПЛАЯ ) ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ. Верхняя граница этой области — температура начала рекристаллизации. До этих температур основной механизм пластической деформации — внутризеренное скольжение. Характерные признаки для высокотемпературных механизмов деформации — диффузионные механизмы, межзеренное проскальзывание и т. д. — появляются обычно выше температуры начала рекристаллизации на 100—200°С (для стали). Увеличение скорости деформации смещает границу высокотемпературных механизмов в область более высоких температур, например для сталей обнаруживаются явные признаки высокотемпературных механизмов деформации при 500—600° С и 8=10 -f-10 с , в то время как при е=10 - 10 2 с эта граница смещается до 1000° С. Высокотемпературная деформация молибдена начинается с 1000° С при е=10- -н10- с-, а при е= = 10 с эта температура повышается до 1200° С. Особенно заметно повышение пластичности в диапазоне температур теплой деформации для металлов с о. ц. к. решеткой повышение скорости деформации приводит к ее снижению. Могут быть отклонения от этого правила для сплавов с г. п. у. и о. ц. к. решетками, что связано с наличием фазовых превращений. [c.512]

Пластическая деформация сталей и сплавов на основе железа и никеля на современных скоростных прокатных станах заканчивается при температурах ниже 800—950 °С, т. е. фактически происходит теплая пластическая деформация с характерными признаками множественного внутризеренного скольжения с подавлением рекристаллизационных процессов. В данном случае наблюдается повышенная пластичность, так как температурная зависимость пластичности характеризуется повышением пластичности задолго до температуры начала рекристаллизации. Это особенно заметно для металлов с г. п. у. решеткой (бериллий, магний) и объясняется облегчением сдвига по небазисным плоскостям. При этом двойникование подавляется облегченным скольжением. [c.513]

Повышение температуры в области теплой пластической деформации практически не влияет на пластичность металлов с г. ц, к. решеткой (медь, никель, алюминий и др.). Это связано с практически мало изменяющимся числом систем скольжения и интенсивным развитием внутризеренной деформации еще при низких температурах. Поэтому температурный эффект повышения пластичности в данном случае незначителен, а увеличение скорости деформации несущественно снижает пластичность в этом температурном диапазоне. [c.513]

В пределах ступичной части излома диска были выявлены два типа рельефа волнистый рельеф внутризеренного разрушения со следами выраженной пластической деформации материала в виде пересекающихся полос скольжения и усталостные бороздки. Зоны с усталостными бороздками представляли собой участки, окруженные волнистым рельефом, и их доля в изломе составила по площади около 50 %. [c.494]

В материале плакирующего слоя при 800° С возникают внутризеренное скольжение и локализация пластической деформации в участках пересечения двойников в аустенитной стали с межслойной поверхностью раздела (например, в зонах, отмеченных стрелкой с белым кружком на рис. 132, б). [c.232]

Для сталей, предназначенных к работе при высоких температурах, наибольший интерес представляет провал пластичности в интервале температур 500—750° С, являющемся для них интервалом рабочих температур. Появление в нем хрупкости связано с изменением характера разрущения при повышении температуры — от внутризеренного, сопровождающегося значительной пластической деформацией (рис. 5, а), к хрупкому межзеренному (рис. 5, б). Температура, при которой происходит изменение ха- [c.10]

При низких и средних гомологических температурах протекание пластической деформации по механизму скольжения внутри зерен приводит к упрочнению границ зерен за счет барьерного эффекта и эффекта усложнения деформации у границы (рис. 6, а). Деформация затормаживается у границ и после соответствующего удлинения наступает разрушение вдоль определенных плоскостей кристаллической решетки, имеющее вязкий внутризеренный характер. [c.11]

Фрактографическим анализом поверхностей изломов при температурах верхнего порога обнаружено вязкое, ямочное разрушение (рис. 78,6) вследствие значительной пластической деформации ямки имеют вытянутую форму, что свидетельствует о большой энергоемкости процесса разрушения при температурах нижнего порога излом межзеренный (рис. 78, е), даже при охлаждении до температуры —253°С участков внутризеренного хрупкого излома не наблюдается. При этих температурах часто разрушение происходит по структурным особенностям е-мартен-сита, э изломах — на гранях зерен можно видеть характерный геометрический рисунок структуры. [c.198]

Медленный нагрев ( 2 С/мин) разрьшных образцов до субкрити-ческих температур (650°С) не вносит дополнительных изменений в ориентировку кристаллитов а-фазы, приобретенную после пластической деформации. В тех участках образца, где после деформации сохранялась внутризеренная текстура (при ф < i/ p), она регистрируется и после такого отпуска. В шейке, где текстура была разрушена деформацией -ф > i/ дислокационных структур, не приводящих к заметному росту и разориентировке субзерен в указанной области температур. [c.102]

Внутризеренная деформация — пластическая деформация, протекающая преимущественно путем сдвигов (скольжения) внутри кристаллических зерен имеет место нри значительных скоростях нагружения и при относительно низких температурах (ниже эквикогезивной температуры — см. п. 37), когда сопротивление сдвигу меньше сопротивления отрыву. [c.22]

Основным механизмом пластической деформации металлов и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей кристалла (кристаллита) относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокаций. В этом случае говорят о внутризеренной пластической деформации. Сдвиговые механизмы пластической деформации разнообразны. Основными из них являются скольжение, двойникование, сбросообразование. [c.105]

На основе направленных вакансионных потоков в работах Френкеля, а затем Набарро и Херринга были предложены модель и механизм внутризеренной диффузионной пластичности . Здесь используется известный факт о том, что диффузионные процессы особенно интенсивно протекают по границам зерен, т. е. в местах с наибольшим искажением кристаллической решетки. Границы зерен являются источниками и стоками направленного движения вакансий в поле приложенного напряжения, причем поток вакансий идет через объем зерна и направлен от по-перечных границ к продольным (рис. 92), а поток атомов движется в противоположном направлении. Происходят мас-соперенос и пластическое течение. Эти потоки приводят к удлинению зерна в продольном направлении и сокращению 3 поперечном, поскольку объем зерна Рис. 92. Направленные пото- остается неизменным. Вследствие низкой ки вакансий при деформации ПОДВИЖНОСТИ граннц зерен формоизме-зерна (а — приложенные на- нение зерна фиксируется, а деформации пряжения) становятся необратимыми. Этот меха- [c.156]

Необходимо указать также факторы, связанные с технологическими особенностями проведения ВМТО. Определенный вклад в получаемый эффект упрочнения дает текстурованность материала, подвергнутого прокатке [71, 72]. Деформация в области высоких температур (1000° и выше) может привести в некоторых случаях к возникновению субструктуры в результате диффузионного перераспределения дефектов кристаллической решетки. Такие изменения в тонкой кристаллической структуре, если они протекают во всем упрочняемом объеме, должны оказывать благоприятное действие, когда при ползучести развивается преимущественно внутризеренная пластичность, однако опыты [87] показывают, что субструктура образуется главным образом у границ зерен, а это еще раз свидетельствует о более интенсивной пластической деформации в этих областях при задаваемых режимах ВМТО. [c.49]

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

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6а). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.66). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых. элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение дисрса в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за- [c.91]

Развитие разрушения в условиях агрессивного воздействия окружающей среды приводит к подавлению процессов пластической деформации и при достижении определенной интенсивности дест-руктирующей среды вызывает реакцию материала, совершенно меняющую способность материала реализовывать механизмы разрушения по отношению к умеренным условиям воздействия. При возрастании температуры материал разупрочняется и теряет свою межзеренную прочность, что приводит к межзеренной ползучести — разрушение от внутризеренного становится межзеренным. [c.123]

Согласно принципам синергетики в материале протекает одновременно несколько процессов, каждый из которых включается в общий процесс эволюции системы, если это приводит к снижению темпа утраты устойчивости. Выдержка с постоянной нагрузкой приводит не только к увеличению зоны пластической деформации материала перед вершиной трещины, но одновременно может вызывать увеличение радиуса вершины трещины. При вязком внутризеренном механизме разрушения материала с формированием в изломе усталостных бороздок увеличение зоны пластической деформации ведет к увеличению СРТ, а затунление трещины — к снижению за счет снижения концентрации нагрузки у кончика трещины. Поэтому при одновременном протекании этих процессов в зависимости от степени их влияния на СРТ она может остаться неизменной, если между ними существует паритет возрасти, если превалирует увеличение зоны пластической деформации материала или снизиться, если решающую роль играет затупление трещины. [c.378]

Выдержка материала под нагрузкой при достижении порогового коэффициента интенсивности напряжения меняет ситуацию в вершине трещины в связи с проявлением материалом чувствительности к характеру его нагружения. Зона пластической деформации при выдержке перестает быть тормозящим фактором в процессе сохранения неизменным зфовня внешней нагрузки. Происходит медленное подрастание трещины при смешанном внутри- и межзереином скольжении (см. рис. 10.76, в), причем процесс внутризеренного [c.546]

Таким образом, строение излома с учетом механизма разрушения и степени локальной пластической деформации может быть, например, хрупким внутризеренным с образованием фасеток квазиотрыва при повышенном содержании водорода (если определено его содержание или есть другие основания для такого утверждения) хрупким межзеренным при коррозии под напряжением малопластичным внутризеренным по механизму слияния микропустот (ямочного разрыва) и т. п. [c.20]

Для однократного нагружения возрастающей вплоть до временного сопротивления разрушению нагрузкой, т. е. при отсутствии преждевременного разрушения, характерным является внутризеренное распространение трещины. Вместе с тем наличие межзеренного разрушения не всегда является признаком дефектности материала. Но при межзерепном прохождении трещины вследствие большей локализации разрушения возможности для развития пластической деформации ограничиваются. Правда, такому разрушению может предшествовать значительная деформация в теле зерна, но при фрактографическом анализе это выявляется с большим трудом, например, по степени формоизменения зерна, по наличию на поверхностях границ зерен выходов полос скольжения и т. п. На макроскопические характеристики излома (его ориентированность относительно направления главных напряжений, матовость поверхности) характер прохождения трещины влияет мало. [c.23]

Положительное влияние уменьшения содержания углерода на локальную пластичность при разрушении наблюдалось в высокопрочных сталях. В стали Х15Н5Д2Т добавка молибдена приводит к внутризеренному пластичному разрушению даже при старении на максимальную прочность, в то время как без молибдена такое разрушение наблюдается лишь при увеличении температуры старения до 525°С (рис. 8). При определенных режимах термической обработки (температура закалки, скорость охлаждения, температура старения) в изломах стали Х15Н5Д2Т имеют место фасетки отрыва или квазиотрыва. От этих фасеток разрушение, как правило, развивается по механизму ямочного разрыва иногда со значительной пластической деформацией. [c.32]

Характер разрушения может также меняться в зависимости от содержания водорода. Так, в стали Х15Н5Д2Т при содержании водорода 2 см /100 г (долговечность круглого образца 2 сут, 0 = 0,9 ГН/м ) разрушение было хрупким субзеренным, а при содержании 0,8 см 100 г (частично обезводороживающий отпуск при 350°С, 30 ч, долговечность 6 сут, ст = 0,99 ГН/м ) — смешанным субзеренным и межзеренным. При этом в зоне долома образца с меньшей долговечностью разрушение было пластичным внутризеренным, а в образце с большей долговечностью — менее пластичным внутризеренным и частично межзеренным, т. е. в данном случае с повышением времени развития трещины (с замедлением роста) исчерпывается способность материала к локальной пластической деформации и долом становится более хрупким (рис. 37). [c.60]

На рис. 131 представлены микрофотографии, снятые в процессе растяжения на установке ИМАШ-5С-65 с поверхности образцов биметалла СтЗ + + Х18Н10Т, изготовленного горячей прокаткой и (для сравнения) непосредственным импульсным плакированием. Рис. 131, а иллюстрирует микростроение, возникающее в переходной зоне биметалла, полученного способом горячей прокатки и испытанного на растяжение в интервале температур 20—400° С со скоростью перемещения захвата 10 мм/мин. В данных условиях испытания как в материале основы, так и в плакирующем слое образуется внутризеренный сдвиговый микрорельеф, отражающий одинарное и множественное скольжение. Судя по изменению микрорельефа, в непосредственной близости от границы раздела слоев деформация распределена весьма неравномерно. Сдвиговый микрорельеф в науглероженной прослойке плакирующего слоя выражен наименее четко, что объясняется блокированием полос скольжения многочисленными дисперсными частицами. В обезугле-роженной зоне стали СтЗ происходит локализация пластической деформации,, сопровождающаяся образованием развитых полос скольжения. В этом участке с увеличением степени деформации образуются трещины, которые и приводят к разрушению композиции. [c.235]

При испытании в интервале температур 500—600° С (рис. 131, б) микрорельеф характеризуется существенным ослаблением внутризеренной сдвиговой деформации, особенно в слое стали СтЗ. При этом локализация пластической деформации протекает преимущественно по границам ферритных зерен обезуглероженной зоны основного металла в материале плакирующего слоя деформация в основном локализуется на участках, непосредственно прилегающих к труднодеформируемой (из-за выпадения при данном режиме деформации многочисленных карбидных частиц) науглероженной прослойке. [c.235]

Учитывая общую тенденцию перехода к межкристаллитному разрушению с увеличением температуры, длительности выдержки и понижением амплитуды пластической деформации, нельзя отрицать значение ползучести материала. Например, в испытаниях стали 304 по стандарту ASTM при 593° С независимо от окружающей среды преобладает межкристаллитное разрушение в режимах с выдержкой при растяжении и внутризеренное — с выдержкой при сжатии [52]. Результаты же экспериментов в вакууме и на воздухе недостаточно согласуются с данными по повышенной (или по крайней мере равной) долговечности при изгибе по сравнению с растяжением и сжатием, так как следовало бы ожидать обратного соотношения вследствие наиболее благоприятных условий для протекания процессов окисления в поверхностных слоях при изгибе. Кроме того, в испытаниях с выдержкой длительностью 30 мин разница между долговечностью в вакууме и на воздухе была существенно ниже, чем при непрерывном циклировании [78]. [c.50]

О физике ползучести написано множество превосходных книг и статей. Однако из всех последних методологических трудов наиболее информативен и полезен труд Эшби [2], посвященный картам механизмов деформации. Различают шесть независимых способов, в соответствии с которыми поли-кристаллический материал может деформироваться, сохраняя свое строение. Во-первых — это бездефектное течение. Оно наступает, если превысить теоретическое сопротивление сдвигу. Остальные пять требуют наличия дефектов кристаллической структуры. Дислокации являются источником двух видов пластического течения дислокационного скольжения и дислокационной ползучести. Движение точечных дефектов вызывает течение, которое относится к двум другим независимым видам внутризеренному и околозернограничному течению. Шестой вид течения обусловлен двойникованием, обычно его значение для инженерных решений невелико. "Поля" механизмов деформации чистого никеля представлены на рис. 2.8, дающем в кратком обобщении изложение этой концепции. Поля нанесены на карту в координатах нормированного напряжения течения (напряжение отнесено к модулю [c.64]

Пластическая деформация и возникновение дислокаций вызывают перераспределение водорода и возникновение в полосах скольжения облаков Коттрелла. Термическая обработка, целью которой служит уменьшение влияния водорода при заданной его концентрации, -должна предусматривать создание внутризерен-ных поверхностей раздела максимальной протяженности. [c.480]

На рис. 48 приведены макро- и микроструктура разорванного образца и рентгенограммы, снятые с различных его участков. Из снимков видно, что в недеформированном состоянии (после закалки и высокого отпуска) на рентгенограммах четко выявляются текстурные максимумы (рис. 48,1 ). После же деформации на рентгенограмме, снятой с участка, примыкающего к месту разрушения (шейка), внутризеренная текстура уже не обнаруживается, хотя почернение вдоль интерференционного кольца не совсем равномерное (рис. 48, III). Это свидетельствует о том, что пластическая деформация разрушает общность ориентировки кристаллитов а-фазы. Анализ рентгенограмм показал, что исчезновение внутри-зеренной текстуры в стали 35ХГСА наступает после деформации, превышающей ф 25 %. Эта деформация условно названа критической (Фкр) при меньших степенях деформации текстурные максимумы на линии а-фазы сохраняются, хотя интерференционная линия заметно размывается. [c.102]

Выполненные исследования [42] подтверждают эти общие положения. В шве и на участке околошовной зоны наблюдается интенсивная пластическая деформация, протекающая путем проскальзывания по границам зерен, миграции границ, внутризерен-ного скольжения и двойникования. По интенсивности следов высокотемпературной пластической деформации величина ее в отдельных мнкрообъемах соответствует деформации при растяжении в 5—10%. По мере удаления от границы сплавления следы проскальзывания по границам зерен исчезают, а следы скольжения в теле зерна остаются. Интенсивность развития следов скольжения в зернах соответствует примерно деформации при растяжении в 3—5%. [c.39]

Межзеренный характер механизма зарождения, роста и коалесценции пор типичен для высокотемпературной ползучести. Зарождение пор происходит вследствие локализации пластической деформации у частиц второй фазы. Последующий рост пор связан с действием приложенного растягивающего напряжения. Так же как при внутризеренном вязком разрушении критерий зарождения мик-ропоры требует достижения критической деформации сдвига у границы частица - матрица. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...