Деформация пластическая межзеренная

Границы межзеренные 33 Группы факторов, влияющих на коррозионное растрескивание 319 Давление парциальное кислорода в системе металл—окисел 19 Данные по коррозионному растрескиванию, применение 426 Дефекты решетки 236 Деформация пластическая, условия возникновения 9 [c.484]

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]

Рис. 3.4. Зависимости коэффициента зарождения межзеренных пор Ом от скорости пластической деформации (схема)

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]

Поликристаллы при пластической деформации ведут себя иначе, чем монокристаллы, так как зерна, из которых они состоят, имеют разную ориентировку. Для сохранения в процессе деформации сплошности по границам необходимо действие нескольких независимых систем скольжения в каждом зерне. Число систем скольжения может быть уменьшено (по правилу Мизеса их должно быть пять) при наличии межзеренного проскальзывания или для некоторых частных случаев разориентаций между отдельными зернами. Однако всегда наличие границ приводит к тому, что простое скольжение отсутствует и деформация в каждом кристаллите начинается множественным скольжением. Поэтому поликристаллы упрочняются интенсивнее, чем монокристаллы. [c.223]

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]

При интенсивном пластическом течении зерен выход большого числа дислокаций на границы приводит к формированию ступенек несоответствия из-за невозможности соблюдения сплошности прп передаче скольжения в соседнее зерно [406]. Каждая ступенька, создавая вокруг себя ноле напряжений, связанное с разориентацией зерен, ослабляет границу и создает в ней микротрещину. По мере протекания пластической деформации ступеньки несоответствия накапливаются и при некотором уровне пластической деформации может произойти межзеренное разрушение. Рельеф такого межзеренного разрушения представляет собой картину развитой пластической деформации (рис. 5.11, б), [c.203]

Значительное увеличение предшествующей разрушению пластической деформации вызывает вытягивание зерен, что приводит к преимущественному росту межзеренных трещин иной разновидности — расслаивающих (рис. 5.11, е), ориентированных вдоль оси образца, причем поперечные растягивающие напряжения, возникающие при появлении шейки, способствуют этому процессу. Продольные расслаивающие трещины ограничивают рост поперечных межзеренных трещин, в результате чего доля межзеренного разрушения в изломе будет уменьшаться, несмотря на общий рост вязкости разрушения. [c.208]

Доля межзеренного разрушения, так же как и в однофазных поликристаллах, зависит от температуры. По достижении межзеренной трещиной, раскрывающейся в процессе пластической деформации, критической длины она переходит в трещину скола. [c.210]

В зависимости от особенностей кристаллического или фазового строения материалов и в связи с температурно-силовыми и химическими параметрами процесса деформирования разрушение может возникать и распространяться как внутри-, так и межзеренно. Межзеренное разрушение может распространяться с минимальными затратами энергии на пластическую деформацию или может происходить хрупко, [c.84]

В высокопрочных сталях может наблюдаться эффект влияния асимметрии цикла нагружения на развитие трещины со скоростями, отвечающими припороговой области, когда скорость роста трещины менее 2 10 м/цикл. Это связано с различным влиянием процессов пластической деформации на закрытие трещины, а также с образованием окислов при низком раскрытии берегов трещины, межзеренным ростом трещины, искривлением фронта трещины и др. [7-13]. [c.289]

Снижение частоты приложения нагрузки даже при комнатной температуре и стандартной влажности 70-80 % сопровождается возрастанием длительности нахождения вершины трещины в раскрытом состоянии. Следствием этого является более продолжительное воздействие окружающей среды в вершине трещины, где выделяется большое количество тепла в результате формирования зоны пластической деформации. Тепловой процесс вызывает даже в обычной воздушной среде диссоциацию паров воды, что сопровождается выделением свободного водорода и кислорода. Оба газа проникают в материал, вызывая его охрупчивание и формируя окислы. В зависимости от сродства материала с выделяющимися в результате диссоциации паров воды газами могут быть сформированы многообразные продукты взаимодействия, а также разное количество газов может проникнуть внутрь самого материала и уже там образовать продукты взаимодействия или остаться в виде молекул, например, на границах раздела зерен, субзерен или фаз. Поэтому при воздействии окружающей среды на рост трещины может быть реализован процесс внутри-, межзеренного и смешанного по телу и по границам зерен разрушения. [c.386]

Межзеренное порообразование является результатом усиления роли диффузионных процессов, влияние которых увеличивается с ростом долговечности при снижении действующих напряжений. В связи с этим можно предположить, что уравнение (3.18) достаточно точно описывает накопление пластической деформации при самых низких (близких к рабочим) напряжениях. Расчет подтвердил справедливость этого предположения. [c.94]

МЕХАНИЗМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОБЛАСТИ МЕЖЗЕРЕННЫХ РАЗРУШЕНИЙ [c.98]

Таким образом, наличие поверхности раздела вносит существенное механическое ограничение в локализацию пластической деформации в приграничных зонах зерен среднего слоя композиции при этом особенно интенсивно сдерживается развитие межзеренной деформации в участках, непосредственно примыкающих к границе раздела слоев. Создаются также условия, препятствующие развитию процессов рекристаллизации в кремнистом железе. [c.232]

В пластически деформированном металле возрастает скорость диффузии. Чем сильнее деформация, тем более искажается кристаллическая решетка, уменьшается энергия, необходимая для отрыва атома от узла, процесс диффузии облегчается. Поэтому диффузия гораздо интенсивнее протекает в межзеренных прослойках, чем в толще зерна, так как в них скапливаются оттесненные при кристаллизации примеси и решетка наиболее разрыхлена, особенно при разориентировке зерен на 30—65%. При меньших углах скорость диффузии по границам зерен мало отличается от скорости через толщу зерна. [c.29]

Периферийные процессы протекают в связи с накоплением деформации в пограничных областях, обусловленные комплексным действием нескольких элементарных механизмов пластической деформации и внешне проявляются как взаимное перемещение и поворот зерен. Такая пластичность называется межзеренной, она характеризуется высокой локальностью накопления деформации. [c.33]

Критерий разрушения в виде (2.41) выведен для материала, не имеющего ни межзеренных, ни межфазных границ. В реальных металлах границы, характеризующиеся удельной энергией у/, либо присутствуют изначально, либо образуются во время пластической деформации, причем момент их образования мы описали при помощи критерия (2.35). [c.79]

Если предположить, что при совместной пластической деформации двух одинаковых металлов образуется достаточно совершенная межзеренная граница, для которой можно принять у - 0,5у , [c.90]

Отметим, что теория рекристаллизации создавалась в те времена, когда понятия ротационной пластичности и образования новых межзеренных границ при пластической деформации еще не были сформулированы. [c.122]

Выражение (3.33) свидетельствует о том, что энергия деформационного упрочнения и работа пластической деформации были во время превращения израсходованы на образование новой границы, отгораживающей зародыш от остального объема металла. В рассматриваемой ситуации дефекты кристаллического строения в объеме V являются строительным материалом для вновь возведенной межзеренной границы, а напряжения у//< гр энергетическим барьером, который необходимо преодолеть при ее формировании. Образование новой границы свидетельствует о появлении некоторого объема V, свободного от внутренних напряжений, поскольку эти напряжения вместе с создающими их дефектами (дислокациями или дислокационными образованиями) были использованы при создании новой границы. Новая граница создает вблизи себя поля упругих напряжений (см. раздел 2.5). Таким образом, появление зародыша - это акт структурообразования, состоящий в перераспределении дефектов кристаллического строения и преобразовании одного типа энергии в другую - упругой энергии дефектов кристаллического строения в упругую энергию границы (или поверхност-Н ло энергию). [c.128]

Во-вторых (это самое интересное в резонансной модели), если механизм пластической деформации металлов как при холодной, так и при горячей деформации имеет в основном дислокационный характер, то скорость перемещения дислокаций обусловлена скоростью деформации металла в соответствии с (4.72). При проведении испытания можно задать такую скорость деформации е, чтобы дислокации, обеспечивая необходимое формоизменение образца, перемещались со скоростью границ (см. раздел 4.9). Дрейфуя с одинаковой скоростью, они в идеальных условиях никогда не пересекаются. Тогда при условии Тгр = Vд эффект упрочнения металла от взаимодействия дислокаций и межзеренных границ исчезает, а металл деформируется при напряжениях, характерных для монокристалла при тех же температурах. [c.249]

Прерывистый характер процесса ползучести при макросдвиге дает основание предполагать, что процесс макродвижения по границам зерен осуществляется вследствие двух процессов сдвига по островкам хорошего соответствия и самодиффузии, упорядочивающей области больших нарушений. Межзеренное проскальзывание можно наблюдать по рельефу на поверхности шлифа деформированного металла. По границам зерна образуются каемки, свидетельствующие о наличии выступов и впадин. Происходящее вертикальное смещение (перемещение зерна) по отношению к поверхности шлифа позволяет с помощью интерференционного микроскопа определять величину пластической деформации, вызванной межзеренным смещением. Результаты измерений (рис. 100) дают основание считать, что доля скольжения по границам зерен мала и составляет приблизительно 10% от полной деформации (егр/е л 0,1). Эта величина зависит от угла разориентации 0, температуры, скорости деформации, приложенного напряжения, величины зерна. Например, величина смещения, а следовательно, и erp/8j увеличивается с уменьшением величины зерна и возрастанием напряжения при данной температуре (рис. 101,а). С повышением температуры отношение 8rp/ej благодаря диффузионным процессам возрастает до 0,3 (рис. 101,6). Д, Мак Лин теоретически доказал, что вклад в общую деформацию от межзеренных смещений не может быть выше 33% от общей деформации. Только в том случае, если процесс деформирования сопровождается миграцией границ, доля зернограничной [c.173]

Анализ полученных зависимостей Тггр=Цц), где у — расстояние от линии сплавления, показывает, что величина пластической межзеренной деформации, возникающей при сварке, тем больше и распространяется на тем большую область, чем меньше степень легирования сплава. Аналогично влияет увеличение зерна основного металла (рис.1). [c.99]

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]

Таким образом, в дисперсноупрочненных сплавах переход от хрупкого разрушения к пластичному совершается в три этапа на первом этапе скол вытесняется хрупким межзеренным разрушением на втором — механизмом слияния пор. На третьем этапе скол более не наблюдается, разрушение носит пластичный характер, по вследствие локализации пластической деформации в узком слое пластичность сплавов незначительна. Полностью пластичное разрушение в дисперсноупрочненных сплавах начинается в области температур, при которых становится возможным обход дислокациями частиц путем поперечного скольжения и появляется пластичность у самих частиц второй фазы. [c.211]

Условия воздействия и их изменение могут быть обусловлены различными обстоятельствами, однако при исследовании поведения металла они должны позволять исследователю наблюдать наиболее полную реализацию процессов самоорганизации. Если в измененных условиях воздействия может быть выявлен дополнительно еще один механизм эволюции, или ступень самоорганизации, то это означает, что исследованные ранее условия воздействия на открытую систему недостаточно полно выявляли иерархию процессов самоорганизации. Одновременно с этим следует, что не все процессы самоорганизации могут быть выявлены в металле в простых условиях внешнего воздействия. Например, развитие хрупкого межзеренно-го разрушения металла может быть выявлено только при низкой скорости деформации, если по границам зерен имеют место незначительные выделения примесных элементов [33, 34]. Это наименее энергоемкий способ поглощения энергии при незначительной доле процесса пластической деформации. Материал не может поддерживать устойчивость при реализации такого механизма разрушения из-за высокой скорости его развития. Снижение скорости деформации активизирует локальные процессы исчерпания пластической деформации в зоне расположения охрупчивающих элементов раньше, чем произойдет увеличение [c.122]

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]

Возрастание асимметрии цикла нагружения от 0,1 до 0,33 сопровождалось незначительным уменьшением доли межзеренного разрушения с 22 до 20 %, и одновременно происходило снижение интенсивности формирования продуктов окисления в результате эффектов взаимодействия берегов трещины [13]. Переход к асимметрии цикла 0,5 сопровождался уменьшением доли межзеренного разрушения материала до 4 %, а при асимметрии цикла 0,7 межзеренное разрушение вообще исчезало. Одновременно с этим окисление излома прекращалось. Влияние асимметрии цикла на развитие усталостных трещин не выразилось в смене механизма разрушения. Однако процессы частичного межзеренного разрушения материала и окисления излома, сопровождающие основной, доминирующий механизм разрушения, ослабевали по мере возрастания асимметрии цикла. Этому явлению можно дать объяснение с з етом влияния окружающей среды на процесс повреждения материала в вершине трещины. С возрастанием асимметрии цикла происходит раскрытие трещины и воздушная среда обеспечивает хорошую вентиляцию пространства у вершины трещины. Благодаря этому происходит снижение температуры нагрева материала, возникающего в результате формирования зоны пластической деформации. Уменьшение температуры снижает интенсивность протекания процесса окисления материала, замедляется темп диссоциации влаги на компоненты, одним из которых является атомарный водород, способный ослаблять границы зерен, и суммарное влияние окружающей среды на частичное продвижение трещины по границам зерен оказывается незначительным. [c.289]

При расчете дисков на долговечность исходят из влияния длительного пребывания диска под нагрузкой в течение цикла запуска и остановки двигателя на поведение материала. В области малоцикловой усталости при выдержке материала под нагрузкой термоактивационный процесс пластической деформации и разрушения содействует повышению вероятности завершения медленно текущих процессов повреждения границ зерен и субзерен, связанных с развитием межзеренного скольжения и перемещением потока вакансий. При этом может происходить переход к смешанному внутри-и межзеренному или доминирующему межзерен-ному разрушению (см. главу 8). [c.545]

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]

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]

Работоспособность деталей и элементов многих машин и конструкций лимитируется их способностью к пластической деформации. При определенных температурно-скоростных условиях из-за значительного падения пластичности в металлических материалах проявляется склонность к хрупкому разрушению. В частности, при высоких температурах снижение пластичности происходит за счет интенсивного развития межзе-ренного смещения. В свою очередь, смещение по границам зерен вызывает зарождение и развитие микротрещин, приводящих к межкристаллитному разрушению. Экспериментальному определению величины проскальзывания по границам зерен и вклада межзеренного смещения в общую деформацию посвящен целый ряд работ. [c.36]

Как следует из рис. 135, а и б, границы крупных зерен мягкой обезугле-роженной зоны являются участками преимущественного накопления пластической деформации. Наряду с деформацией, локализующейся в теле зерен, при циклическом нагружении и нагреве до 800° С в обезуглероженной зоне развиваются также процессы, протекающие по границам зерен и вызывающие интенсивное разрыхление поверхности (рис. 135, 6). В этом случае большое значение имеют процессы, приводящие к возникновению микрорельефов характеризуемых образованием межзеренных трещин, миграцией границ и развитием фрагментации зерен. [c.226]

Структура троостита при испытаниях в воздухе обладает наибольшей сопротивляемостью развитию усталостной трещины (см. рис. 44). Однако при наводороживании трещина растет гораздо быстрее, скорость ее роста в низкоамплитудной области повышается примерно в 15 раз по сравнению с ее значением в воздухе. Поверхность разрушения образцов в воздухе в этой области имеет ячеистое строение. При наводороживании трещина распространяется по границам зерен. По мере роста А.К на поверхности излома при разрушении в воздухе появляются признаки, присущие разрушению сдвигом и сколом на некоторых участках видны зоны с неравномерно расположенными усталостными полосами. Под влиянием водорода характер межзеренного разрушения выражается более четко, чем в низкоамплитудной области. При больших значения Д/С на поверхности разрушения данной структуры в воздухе впадины становятся менее удлиненными, что свидетельствует об изменении уровня пластической деформации в вершине трещины. Водород в этой области не оказывает существенного влияния ни на скорость роста трещины, ни на процесс разрушения. [c.93]

Характер поверхности излома свидетельствует о вязком разрушении образцов при испытаниях в воздухе при нормальной и повышенной температурах. Разрушение при 400°С сопровождается большей пластической деформацией, чем при комнатной температуре. Коррозионно-усталостное разрушение носит хрупкий характер. Фрактографическое исследование поверхности изломов образцов, испытанных в 3 %-ном растворе Na I, показало, что зона зарождения усталостной трещины представляет собой межзеренное разрушение, а зона ее распространения - типичное усталостное разрушение с элементами хрупкого разрушения. Сравнение зоны распространения трещины в образцах, испытанных в воздухе и в 3 %-ном растворе Na I, показало, что количество бороздок в воздухе больше, они рельефнее и длиннее, расстояние между ними меньше, что свидетельствует о более йитенсивном распространении магистральной усталостной трещины в коррозионной среде. Зарождение трещины при температуре испытания 400°С с периодическим смачиванием водой имеет более ярко выраженный хрупкий характер разрушения, чем без смачивания. [c.165]

Модель радиационного роста поликристаллов а-урана с учетом межзеренного взаимодействия, которая, однако, не требует перео-)иентировки кристаллов в процессе облучения, описана в работах 20, 43]. В этой модели радиационный рост поликристаллов рассматривается как результат релаксации внутренних напряжений, вызванных взаимодействием при радиационном росте кристаллов с преимущественной ориентировкой и остальной частью кристаллитов, каждый из которых, кроме того, взаимодействует друг с другом. Релаксация сопровождается пластической деформацией, которая приводит к изменению первоначальных размеров тела в направлении роста кристаллитов, обладающих преимущественной ориентировкой. [c.211]

При = 1 частота деформирования не оказывает влияния на долговечность, но обычно /г < 1, при этом наиболее сильное влияние частоты наблюдается в области больших чисел циклов до разрушения. С повышением температуры величина Р— 1, и на кривых долговечности появляется перелом, обусловленный, по-видимому, переходом от трапскристаллитного разрушения к межзеренному. С учетом влияния частоты при термической усталости была получена следуюш,ая зависимость для оценки долговечности, учитывающая пластическую деформацию и длительность цикла Тц [74] [c.46]

Условия возникновения зародышей новых зерен и их роста сформулированы во многих работах, например в [4, 47], исходя из понятий о напряжениях, создаваемых в материале дислокациями, генерированными во время пластической деформации. Для образования зародыша нового зерна размером do требуется плотность дислокаций ро = y//doWj, где - энергия дислокации единичной длины у/-удельная поверхностная энергия межзеренной границы. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...