Проскальзывание зернограничное

Проскальзывание зернограничное 158 Разрушение вязкое 431 [c.580]

Величина Стс определяется двумя конкурирующими процессами зернограничным проскальзыванием и диффузией у мест зарождения пор. Первый процесс приводит к увеличению концентрации напряжений, второй — аккомодирует проскальзывание и тем самым снижает Ос Такая закономерность находит отражение в следующей зависимости [256] [c.157]

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]

Рассмотренная выше модель зернограничного проскальзывания опирается на реально установленные факты, например существование зернограничных дислокаций и ступенек. Однако это не единственная модель зернограничного проскальзывания. В других моделях зернограничное проскальзывание связывается с процессами переползания дислокаций в приграничной области и развитием диффузионной ползучести. [c.178]

Возможно, что при различных структурных и темпе-ратурно-скоростных условиях деформации механизм зернограничного проскальзывания различен. Важно подчеркнуть, что зернограничное проскальзывание вне за- [c.178]

Из соображений необходимости непрерывной и согласованной деформации отдельных зерен в поликристалле наряду с зернограничным проскальзыванием должны действовать другие механизмы деформации. Это удобно проиллюстрировать на рис. 105. Предположим, что приложенные напряжения вызывают проскальзывание вдоль границы зерен АВ на расстояние А. Проскальзывание даст вклад, в зернограничную деформацию (егр), но вызовет концентрацию напряжений в точке В. Для релаксации этого напряжения необходимо развитие пластического течения в соседнем зерне вдоль ВС (еэ). Реально это означает, что, достигнув точки В, дислокация должна вызвать скольжение в соседнем зерне по направлению к С, затем вдоль D и т.д. (так называемый эстафетный механизм) - Такое движение возможно, если дислокация способна не только скользить, но и переползать, поскольку ВС и D не обязательно параллельны. [c.179]

Факт зернограничного проскальзывания подтвержден экспериментально металлографическими наблюдениями многих авторов. Об этом свидетельствует, в частности, то, что царапины, нанесенные на предварительно отполированную поверхность образцов и проходящие до деформации как прямые линии через несколько зерен, после сверхпластического течения оказываются состоящими из отдельных отрезков, прямых в пределах отдельных зерен, но наклонно смещенных друг относитель- [c.565]

При очень малых напряжениях ( JG < 10 ) движение дислокаций или прекращается, или становится столь медленным, что им можно пренебречь. В этом случае ползучесть продолжается за счет диффузионных потоков атомов (или ионов), которые движутся в объеме металла или по границам зерен из сжатых областей кристаллической решетки в растянутые (рис. 1.13). Такие потоки приводят к деформации при условии проскальзывания по границам зерен [35, 42—44]. Модели, описывающие диффузионную ползучесть [42—44], предполагают, что скорость деформации определяется суммарной скоростью диффузии (зернограничной и решеточной). При введении эффективного коэффициента диффузии получают следующее выражение для скорости деформации [c.25]

Исследование реплик позволило также обнаружить появление ступенек на границах зерен благодаря зернограничному проскальзыванию. Как видно, например, из рис. 5.46, проскальзывание наблюдается не только на отдельных границах зерен, но также и на границах нескольких соседних зерен (кооперативное проскальзывание). [c.187]

Вклад зернограничного проскальзывания в общую деформацию, оцененный по высоте ступенек [335], оказался равным 15-20%. [c.187]

Зернограничное проскальзывание (ЗГП). В связи с малым размером зерен и невозможностью использования традиционных методов как уже отмечалось выше, для наблюдения ЗГП использовали реплики высокого разрещения. Оцененный в [61 вклад ЗГП в общую деформацию был невелик (15-20%), но проскальзывание является важным деформационным механизмом в наноструктурной Си уже при комнатной температуре. [c.192]

Как известно, скорость ЗГП обычно контролируется зернограничной диффузией, хотя до настоящего времени микромеханизм ЗГП все еще не выяснен до конца. Для описания скорости проскальзывания часто используют уравнение [335, 338] [c.192]

Очевидно, что сверхпластическая деформация наноматериалов происходит в результате зернограничного проскальзывания и некоторой диффузионной аккомодации без видимой дислокационной активности в зернах. [c.207]

Итак, в случае наноструктурных материалов важным является проявление сверхпластичности при температурах существенно ниже, чем это наблюдается в микрокристаллических сплавах, а также возможность реализации сверхпластичности при высоких скоростях деформации. Природа этих эффектов недавно обсуждалась в работе [319], где показано, что неравновесные состояния границ зерен в наноструктурных материалах, приводя к ускорению динамических процессов на границах, могут вести к существенному уменьшению температуры сверхпластической деформации. Более того, искаженные дислокациями границы зерен могут быть также ответственны за ожидаемое проявление высокоскоростной сверхпластичности в наноструктурных материалах вследствие ускорения по ним зернограничного проскальзывания [111]. [c.211]

Наряду с этим при термоусталости разрушение начинает переходить на границы зерен по механизму зернограничного проскальзывания [2]. Вероятность того, что этот тип разрушения будет превалирующим невелика вследствие более ярко выраженного процесса деформационного упрочнения и недолгого пребывания при высокой температуре. Поэтому следует ожидать преимущественно внутризеренное разрушение и разрушение частично смешанного типа при минимальных (в пределах рассматриваемого диапазона) значениях о и е. [c.55]

Для деформации при термической усталости проскальзывание по границам зерен уже характерно на первых циклах, в результате чего на поверхности шлифа проявляются границы. Установлено, что зерна смещаются как в плоскости шлифа, поворачиваясь па некоторый угол одно относительно другого, так и в перпендикулярном направлении. В этом случае, как показали результаты интерференционного метода исследования, на поверхности образца образуется вертикальная ступенька. С увеличением числа циклов происходит накопление зернограничной деформации, о чем можно судить по значительному расширению границ. Это явление происходит чаще всего при термоциклировании в области высоких температур и имеет сходство с обычной ползучестью, которой также присуща деформация цо границам зерен, [c.102]

Таким образом, на основе анализа литературных данных был сделан вывод, что перспективным способом обработки сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей может являться ТМО в температурно-скоростном режиме СПД, основной особенностью которой является увеличение роли такого микромеханизма деформации, как зернограничное проскальзывание. [c.7]

Показано, что по сравнению с ТЦО и рекристаллизационным отжигом прокатка роликами в режиме СПД с величиной деформации 20 % обеспечивает большую однородность структуры ЗТВ и основного металла. Вероятно, это связано с проявлением эффекта зернограничного проскальзывания, приводящего к активизации диффузионных процессов на границах зерен, что способствует повышению структурной однородности металла. [c.18]

Эти реакции поставляют низшие карбиды в различные участки микроструктуры сплава, но обычнее всего по границам зерен. Пожалуй, самой выгодной является реакция (4.2) или (4.3) это подтверждено применительно к различным режимам термической обработки. Важны образующиеся в процессе реакций и коагулированные карбидные выделения, и выделения у -фазы. Полагают, что карбиды подавляют зернограничное проскальзывание, выше об этом уже говорили у -фаза, порождаемая в процессе подобных реакций, как перчатка, одевает и эти карбиды, и границы зерен, создавая относительно пластичный слой с хорошим сопротивлением [c.152]

Чтобы улучшить сопротивление ползучести, полезно повысить прочность границ до уровня, превышающего прочность тела зерен. Существенную роль в решении этой задачи смогут играть карбидные частицы, они закрепляют границы зерен, предотвращая зернограничное проскальзывание или миграцию границ. Однако те же частицы обычно являются местом образования пор в процессе ползучести. Поэтому существует оптимальный уровень содержания углерода в деформируемых сплавах на никелевой основе, 0,5—0,5 % (по массе) или несколько более высокий в литейных. сплавах в этом случае достигают компромисса между упрочнением границ зерен и созданием мест, где зарождается разрушение. [c.330]

Рис. 22. Схема зернограничного проскальзывания с образованием поры на границе двух зерен

Дальнейшим развитием теории строения границ зерен является установление факта суш,ествования на границах зерен, включая н большеугловые, зернограничных дислокаций (рис. 96, в). В этом случае граница зерна состоит из участков мест совпадения и зернограничных дислокаций (ЗГД). Зернограничные дислокации могут быть подвижными и сидячими. Подвижные ЗГД могут перемещаться вдоль границы и играют важную роль в зернограничном проскальзывании. Скорость такого проскальзывания увеличивается с ростом плотности ЗГД. Наличие ЗГД подтверждается электронномикроскопическими исследованиями границ специально выращенных бикристаллов. [c.166]

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]

Рис. 104. Схема зернограничного проскальзывания по шероховатой поверхности бикристалла (а) и различные варианты аккомодации упругой (б), диффузионной по объему или по границе зерна (в), пластической за счет внутризеренного скольжения (г)

Эшби показал, что для сложных границ скольжение по границе и миграция тесно связаны. В этом случае скольжение и миграция границы пропорциональны, поскольку только в этом случае возможно скольжение без изменения структуры границы. При зернограничном проскальзывании по большеугловой границе миграция выступает как процесс, обеспечивающий непрерывное под-страивание границы до плоскости в атомном масштабе благодаря перемещению зернограничных дислокаций. Однако эту миграцию следует отличать от той, которая происходит в процессе пластической аккомодации, когда миграция, наблюдаемая при локальной пластической деформации, непосредственно не связана со скольжением по границе зерна. Такая нерегулярная миграция может препятствовать зернограничному проскальзыванию, поскольку не позволяет границе в процессе скольжения оставаться плоской. Для осуществления непрерывного скольжения по поверхности границы зерна необходимо действие источников зернограничных дислокаций. Предполагается, что источниками таких дислокаций могут быть источники типа Франка — Рида, действующие на границе зерна. Обнаруженные спиральные образования на границе зерен являются источниками дислокаций границ зерен, размножение которых происходит не скольжением, а переползанием. Дислокации границ зерен могут образовываться и в результате взаимодействия дислокаций решетки со структурными дефектами границы. [c.178]

Рис. 105. Схема совместной пластической деформации зернограничного проскальзывания и внутрнзерен-ного скольжения

Для обеспечения совместности и предотвращения разрушения в этом случае требуется диффузионное движение атомов, или дуффузионно-скользящее движение дислокаций. Мак Лин показал, что его аккомодационное движение вызывает пластическую деформацию в направлении действующего усилия. При выполнении этих условий можно ожидать практически неограниченную пластическую деформацию с достаточно высокой скоростью, зависящей от размера зерна. Следует отметить, что значительный вклад в деформацию зернограничное проскальзывание вносит лишь при достаточно высоких температурах. Обычно при этих температурах возможно действие и диффузионных механизмов деформации. [c.180]

Так как поликристалл состоит из множества зерен, го при диффузионной ползучести изменение формы отдельных зерен должно быть согласованным. Диффузионная ползучесть в поликристаллнческом материале может привести к зернограничному проскальзыванию, которое в этом случае выступает как аккомодационный процесс. Диффузионная ползучесть и зернограничное проскальзывание могут быть взаимосвязанными процессами при развитии диффузионной ползучести зернограничное проскальзывание можно рассматривать как аккомодационный процесс и, наоборот, при развитии зернограничного проскальзывания диффузионную ползучесть как аккомодационный процесс. В случае, когда скорость пластической деформации ограничивается скоростью диффузионной ползучести, скорость деформации определяется выражением (101). Но она может быть меньше этой величины, поскольку границы зерен могут перестать играть роль совершенных источников и стоков вакансий. Сочетание диффузионной ползучести и зернограничного проскальзывания представляет собой такой механизм деформации, который в принципе может обеспечить достаточно большую деформацию без разрушения. [c.181]

При температурах выше 0,5Тпл значительная часть пластической деформации может осуществляться за счет проскальзывания по границам зерен, что обусловлено усилением процессов диффузии (объемной, зернограничной, трубочной), причем диффузионное перемещение [c.6]

Подробно изложены современные представления о структуре границ зерен в поликристаллах — геометрическая теория, структурные дефекты, атомная теория с учетом энергетических параметров, взаимодействие границ с примесными атомами и т. д. Рассмотрены механизмы, определяющие прочностные и другие физические свойства поликристаллов, а также механизмы миграции и перестройки границ, зернограничного проскальзывания и охрупчивания (тре-щинообразования), сегрегации и диффузии примесей, представляющие значительный научный и практический интерес. Книга содержит результаты оригинальных исследований авторов, а также новые данные советских и зарубежных исследований. [c.319]

Данное уравнение справедливо в случае, если зернограничное проскальзывание связано с аккомодацией соседних зерен, а механизм аккомодации контролируется зернограничной диффузией. Подставляя значения сг = 500 МПа, Е = 130 ГПа и А = 1,5 х 10 [339] в уравнение (5.9), можно получить согласие с экспериментальными данными, предположив, что Qb = 73кДж/моль. [c.192]

Однако выявить дислокации в этих внутренних границах раздела не удалось. Эти эксперименты согласуются с теоретическими расчетами, демонстрирующими трудность аккомодации зернограничного проскальзывание путем генерации решеточных дислокаций в нанозернах во время сверхпластической деформации [c.207]

Поскольку высокоэнергетические границы зерен являются местами преимущественного зародышеобразования при внутреннем окислении и образовании выделений, то можно было бы ожидать, что на границах зерен будет выделяться большая часть образующихся внутри сплава оксидов, карбидов, нитридов и т. д. Это в свою очередь должно приводить к упрочнению и повышению стойкости против проскальзывания по границам зерен [5, 18—21, 140]. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эту гипотезу [32, 33], но вместе с тем еще раз выявили, что улучшение характеристик ползучести достигается ценой пония<ения пластичности разрушения. Зернограничные выделения могут ускорять (и действительно ускоряют) образование вредных полостей на границах зерен [33, 55, 164, 165] и последуюпще зарождение трещин, что в конечном счете приводит к разрушению [140]. [c.34]

Наличие зубчатых границ зерен благотворно влияет на характеристики длительной прочности выше эквикогезивной температуры, поскольку тормозит зернограничное проскальзывание. Эта особенность может действовать в литой структуре, но утрачиваться в результате последующей операции горячего изостатического прессования или термической обработки, если скорость охлаждения не регулируется должным образом. Зубчатого строения границ зерен достигают ускорением охлаждения от температуры сольвус у -фазы, в этом случае образование и перемещение ее зернограничных выделений приводит к образованию и смещению отдельных участков границы зерен [4]. Предварительное условие такого процесса — превышение температуры сольвус у -фазы по отношению к температуре сольвус карбидных выделений. [c.185]

S13N4 обоих видов составляет 1,8—2,3 [42]. Низкое значение этого параметра указывает на то, что деформация ползучести обусловлена преимущественно зернограничным проскальзыванием, сопровождаемым образованием либо пор, либо микротрещин и не связанным с дислокационным движением. Энергия активации ползучести Si3N4 не постоянна и зависит от способа его изготовления и состава. [c.319]

На свойства никелевых сплавов карбиды Mjj e оказывают существенное влияние. Их расположение на границах зерен имеет критическое значение в том смысле, что обеспечивает подавление зернограничного проскальзывания и, по-видимому, таким образом благоприятно влияет на длительную прочность сплава. В конечном счете, однако, разрушение может произойти либо путем разрушения этих самых зернограничных частиц Mjj g, либо путем декогезии по поверхности их раздела с соседними фазами. Некоторые сплавы подвержены формированию ячеистых структур выделений Mjj g (см. рис. 4.2), однако их можно избежать с помощью термической обработки и управления химическим составом. Показано, что ячеистые выделения ответственны за преждевременные отказы из-за пониженной длительной прочности. [c.150]

I I зователем. Согласно распространенной теории, управля количеством зернограничных выделений Mjj g/Mg , можно добиться положительного эффекта в виде подавления зернограничного проскальзывания однако сомкнутые ряды таких выделений создают условия для быстрого распространения трещины., [c.160]

Механизмы упрочнения, которые реализуют в кобальтовых сплавах, зиждутся на тщательно соразмеренном соотношении вклада тугоплавких легирующих элементов в твердорастворное и в карбидное упрочнение. И тот и другой вид упрочнения необходим для обеспечения высокотемпературной длительной и усталостной прочности. Карбидные выделения в сильной степени подавляют зернограничное проскальзывание и рост зерен, а также снижают дислокационную подвижность. В интервале 538-816 °С вдоль дефектов упаковки и в зоне их взаимного пересечения происходит активное образование мелкодисперсных вторичных выделений Mjj j, оказывающих сильное разнонаправленное влияние на прочность и пластичность. Зернограничные карбидные выделения подавляют зернограничное проскальзывание при Т>982 °С. Роль твердорастворного упрочнения при участии тугоплавких легирующих элементов возрастает, коль скоро упрочняющее влияние внутризеренных карбидных выделений снижается в результате их срастания. [c.206]

Термическую обработку третьего вида проводят при более низкой температуре (700—900 °С), она более длительна (до 32 ч). Ее главная цель — вызвать выделение карбида по границам зерен, чтобы обеспечить некоторое сопротивление зернограничному проскальзыванию. При указанных низких температурах возможно и дополнительное выделение у -фазы, таким образом распределение ее выделений с учетом размера частиц становится бимодальным. Предел текучести ниже 760 °С проявляет сильную обратную зависимость от размера частиц у -фазы и может быть существенно увеличен с помощью низкотемпературной термической обработки. Применительно к низкоуглеродистым сплавам для монокристалличес-ких изделий, требующих главным образом достаточного высокотемпературного сопротивления ползучести, термической обработкой — старением можно пренебречь, практически не повлияв сколь-нибудь существенно на характеристики ползучести, [c.257]

Поры деформационного происхождения. Поры такого происхождения могут возникать только в пожкристаллических покрытиях. Образование таких пор происходит в результате межзеренного скольжения при этом возможны два механизма 1) образование малоугловой границы под действием внутренних напряжений в кристаллах и появление на межзеренной границе выступа, который при зернограничном проскальзывании может стать зародышем поры (рис. 22,а) 2) образование ступеньки на поверхности кристалла под действием скопления дислокаций у границы кристалла и проскальзывание с образованием микрополости (рис, 22,5). Суперпозиция этих механизмов может привести к гофрированию межзеренных границ. Зародыши пор ослабляют границу. В результате зернограничное проскальзывание облегчается. Вероятность порообразования увеличивается при наличии микровключений на границах между кристаллами. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...