Упрочнение барьерное

В однофазных о. ц. к. и г. ц. к. поликристаллах скольжение в смежном кристаллите происходит относительно легко, так как из-за большого числа систем скольжения в соседних кристаллитах всегда найдется благоприятная ориентировка для скольжения. Барьерное упрочнение в таких металлах не будет эффективным вплоть до высоких напряжений. В указанном случае различие в упрочнении и пластичности моно- и поликристаллов будет не столь резким. Барьерное упрочнение важно для металлов с гексагональной решеткой, деформируемых при комнатной температуре. В этих условиях есть только одна плоскость легкого скольжения, и лишь немногие зерна ориентированы благоприятно по отношению к приложенному напряжению. Поэтому гексагональные монокристаллы, ориентированные для базисного скольжения, медленно наклепываются вплоть до значительных деформаций, а поликристаллические образцы (рис. 137) упрочняются гораздо быстрее. Пластичность поликристалла значительно меньше пластичности монокристалла. С повышением температуры возможно скольжение в плоскостях, кроме базисной (см. гл. III и IV), при этом поликристаллические образцы проявляют большую пластичность и меньшую склонность к наклепу. [c.226]

Вклад барьерного эффекта и упрочнения за счет множественного скольжения (эффект усложнения) изменяется с увеличением степени деформации, зависит от типа кристаллической решетки, определяется структурой кристаллов, размером зерен, температурой и скоростью деформации. Все эти факторы существенно влияют на вид диаграммы а—е и пластичность поликристаллов. [c.231]

ПОЛИКРИСТАЛЛЫ МЕТАЛЛОВ С Г. Ц. К. РЕШЕТКОЙ. Начальное упрочнение поликристаллов с г. ц. к. решеткой идет главным образом благодаря множественному скольжению, поскольку барьерный эффект не может внести существенного вклада в упрочнение в чистом металле со многими благоприятными системами скольжения. [c.231]

Границы зерен, как известно, служат эффективным препятствием для распространения деформации от зерна к зерну, что определяет градиент деформации, ее неоднородность, изгиб зерен у границ, приводит к резкому повышению по сравнению с монокристаллами предела упругости (текучести) и значительному упрочнению [5, 9, 252]. Причем за упрочнение поликристаллических металлов ответственны в основном два эффекта барьерный — упрочняющая роль границ зерен как мощных препятствий для движущихся дислокаций и развитие множественного скольжения в каждом зерне поликристалла, связанное с необходимостью выполнения условия Мизеса [14, 15, 45, 252] (см. гл 1). Учитывая, что различно ориентированные соседние зерна в поликристаллах деформируются при совместном взаимодействии, указанные эффекты обеспечивают сплошность (непрерывность) границ зерен в процессе пластической деформации. В целом упрочнение за счет эффекта усложнения скольжения и барьерного эффекта зависит от типа решетки и определяется структурой материала, размером зерна, схемой напряженного состояния, условиями испытания [14, 252]. [c.114]

Вклад множественного скольжения в ОЦК- и ГЦК-поликристал-лах значительно больше вклада за счет барьерного упрочнения. Экспериментально установлено, что поликристаллы той же чистоты, что и монокристаллы, упрочняются примерно в пять раз интенсивнее, чем монокристаллы, ориентированные для легкого скольжения, и вдвое выше, чем ориентированные для множественного скольжения [14, 252]. [c.114]

Барьерный механизм по своему существу должен быть чувствителен к конкретной природе и состоянию поверхностного слоя, включая покровные пленки, и поэтому при взаимодействии тела с активной средой может приводить как к повышению пластичности, так и к ее снижению (с упрочнением) в зависимости от результата протекания поверхностных химических (электрохимических) реакций. Так, при растяжении монокристалла никеля в растворе серной кислоты под анодным током поляризации при потенциалах пассивации наблюдалось упрочнение и снижение пластичности по сравнению с деформацией на воздухе вследствие образования прочных фазовых окисных пленок (толщиной около 5 нм) [127] в результате анодной реакции в области потенциалов пассивации. [c.144]

Таким образом, характер и кинетика проявления структурных и энергетических особенностей пластической деформации кристаллических материалов вблизи поверхности могут существенно изменяться на различных стадиях деформационного упрочнения, постепенно переходя от более облегченных параметров пластического течения к более затрудненным, к барьерному эффекту поверхности. [c.26]

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]

Средний размер частиц второй фазы и расстояние между ними. Определяет степень взаимодействия движущихся дислокаций с частицами (барьерный эффект), степень деформационного упрочнения. С размером частнц также связаны предел тек> ести и твердость, физические свойства ( ii. 1.11). [c.182]

II. Проявление второй стадии (барьерный эффект поверхности) можно рассматривать как неизбежное следствие протекания первой стадии аномального пластического течения, т.е. следствие того, что все стадии деформационного упрочнения на кривой напряжение-деформация у поверх- [c.82]

Особым случаем подготовки поверхности изделия к пайке является нанесение технологических и барьерных покрытий, приводяш их к заметному упрочнению паяных соединений. [c.203]

Анализ обширной литературы по особенностям дислокационного поведения и упрочнения поверхностей позволил В. П. Алехину сделать вывод, что о большей или меньшей прочности приповерхностного слоя по сравнению с объемом материала следует говорить, лишь учитывая конкретные условия деформации, ее абсолютное значение и скорость, тип среды и предысторию нагружения материала. На начальном этапе деформации поверхности определяющим является облегченное образование и движение дислокаций. Неизбежное следствие первой стадии — барьерный эффект поверхности, когда вблизи поверхности создается слой с повышенной плотностью дислокаций, препятствующий выходу на поверхность полос скольжения и тормозящий развитие объемной деформации. Закрепленная вблизи поверхности дислокация позволяет другим дислокациям более близкое по отношению к себе прохождение, чем в объеме кристалла, и таким образом для упрочнения приповерхностных слоев необходима большая плотность дислокаций. [c.15]

Рассмотрим кратко существо, результаты экспериментальных и теоретических исследований барьерного эффекта атомарно чистой поверхности, реальной поверхности (с покрытиями окис-ными и другого типа) и эффект, связанный с предпочтительным упрочнением поверхностных слоев материала и образованием в них градиента плотности дислокаций. [c.29]

Суть предложенной феноменологической модели площадки текучести и физического Предела вьшосливости заключается в том, что в ОЦК-металлах и сплавах на стадии микротекучести с определенного порогового напряжения за счет более раннего и преимущественного течения приповерхностных слоев металла возникает барьерный эффект, приводящий к более интенсивному упрочнению материала в приповерхностных слоях на этой стадии и формированию площадки текучести (зуба текучести) и физического предела вьшосливости. [c.172]

Барьерный эффект упрочнения при наличии твердых покрытий для случая монокристаллов рассмотрен в ряде работ [131, 132, 136]. В частности, на легкость прохождения дислокаций из подложки в пленку и на их подвижность в приповерхностном слое влияют следующие факторы [131, 132] структура пленки, ее прочность, толщина и адгезия пленки и кристалла-основы различие упругих модулей кристалла-основы и пЛенки влияние кристаллического строения пленки и кристалла-основы влияние поверхностных повреждений, вызванных растрескиванием пленки дислокационная структура и деформация кристалла-основы разупрочняющий эффект поверхностных пленок. [c.189]

Можно утверждать, что в рассматриваемом нами случае наблюдаемый барьерный эффект приповерхностного слоя глубиной порядка размера зерна связан с затруднительностью выхода дислокаций и эстафетной передачей деформации из внутренних объемов металла. Дислокации задерживаются как поверхностной сеткой дислокаций, так и границами зерен приповерхностного слоя, наиболее упрочненными на стадии микротекучести. Если на пределе вьшосливости имеются микротрещины, то зоны пластической деформации у вершин таких трещин являются барьером для движения дислокации. [c.190]

Материал с нанесенным на него покрытием представляет по существу особый тип композиционных материалов. Эти композиции могут усложняться армированием, дисперсным упрочнением, созданием каркасов из тугоплавких фаз, а также комбинироваться с барьерными слоями, предотвращающими взаимодействие покрытия с основой. [c.12]

В металле, содержащем твердую, фактически неде-формируемую фазу, сдвиг никогда не может пересечь границ барьерное упрочнение приводит к существенному увеличению напряжений. [c.226]

Особенность барьерного упрочнения заключается в том, что границы зерна создают действующие на дислокацию силы близкодействия. Коттрелл и Мак Лин приводят расчеты Джесвона и Формэна, согласно которым единичная дислокация в результате воздействия касательного напряжения, равного 10 G, располагается от границы зерна на расстоянии пяти атомных диаметров. Необходимо иметь в виду, что у границы зерна на дислокацию действует две противоположно направленные силы. С одной стороны, она притягивается к границе, так как атомы на границе далеки от упорядочения, и энергия несоответствия границы изменится не намного, если в границу вольются искажения, имеющиеся у цент- [c.226]

Второе условие непрерывности, а именно макроскопической сплошности, заключается в том, что после деформации соседние кристаллиты должны соприкасаться без нарушения сплошности границы. По условию Мизеса, для того, чтобы отдельные зерна поликристалла на границе взаимно соответствовали друг другу по форме, в кристаллите должно действовать до пяти систем скольжения. Наблюдающееся в поликристаллитах множественное скольжение приводит к существенному упрочнению. Вклад мультискольжения или эффекта усложнения благодаря множественному скольжению в упрочнение о. ц. к. и г. ц. к. поликристаллов намного больше вклада барьерного упрочнения. Экспериментально установлено, что поликристаллы той же чистоты, что и монокристаллы, упрочняются примерно в пять раз интен- [c.227]

Более сильная зависимость Ts—0 для сплйвов обусловлена также тем, что примеси в большей степени упрочняют границы зерен, чем само зерно. Поэтому увеличивается межзеренное взаимодействие и затрудняется проскальзывание. Роль барьерного эффекта увеличивается, что способствует более существенному упрочнению. [c.474]

Есть основание полагать, что такое специфическое строение границ является результато.м локальных пластических смещений внутри блочной структуры наклепанного аустенитного зерна и диффузионного перемещения сегментированной границы при высокотемпературном нагреве [13]. Ряд исследователей разработал специальные способы высокотеМ Пературной МТО, позволяющие получить структуру стали с развитой зубчатостью границ и тем самым существенно повысить сопротивляемость ползучести [14, 15]. Получаемые искажения в периферийных областях зерна в значительной степени способствуют упрочнению, предотвращают образование фаз, ослабляющих связь между зернами [13, 16], и увеличивают барьерный эффект границ зерен. [c.14]

Барьерное упрочнение для чистых ГЦК-металлов невелико, так как среди большого числа систем скольжения, близких друг к другу в связи с особенностями симметрии этих кристаллов, в соседнем зерне всегда найдется благоприятная для скольжения ориентировка [14, 252]. В ОЦК-металлах механизм эстафетной передачи деформации через границы зерен дополнительно затрудняется из-за повышенной склонности этих металлов к сегрегации примесей внедрения [9]. Барьерное упрочнение, как отмечается в [14], более эффективно для металлов с гексагональной решеткой, деформируемых при комнатной температуре. В этих условиях есть только одна плоскость легкого скольжения, и лишь немногие зерна ориентированы благоприятно по отношению к приложенному напряжению. Поэтому монокристаллы с ГПУ-решеткой, ориентированные для базисного скольжения, медленно наклепываются вплоть до значительных деформаций, а поликристалли-ческие образцы упрочняются значительно быстрее. [c.114]

Потребность в композитных материалах, состоящих из термодинамически несовместимых компонентов, при искусственном объединении которых происходят диффузия через поверхность раздела и сопутствующие вредные эффекты, привела к интенсивной разработке барьерных слоев, предотвращающих диффузию между составляющими композита. Применение воло кон бора, покрытых карбидом кремния (борсик) и нитридом бора для упрочнения алюминиевых сплавов, заметно снизило скорость реакции между волокном и матрицей (гл. 3). Благодаря этому были созданы композиты, прочность которых в условиях повышенных температур сохранялась много дольше. Таким образом, дополнительная стоимость защиты волокон компенсируется улучшением свойств композитов. [c.48]

Упрочнение стали 12Х18Н10Т при деформации в сульфате натрия объясняется действием барьерного механизма. В этой среде сталь находится в устойчивом пассивном состоянии. При низкой скорости деформации скорость образования пассивной пленки может превышать скорость ее разрушения, в результате чего прочная пассивная пленка становится барьером на пути вы- I ходящих дислокаций. Возможность прохождения последних через пассивную пленку резко падает. Это вызывает упрочнение поверхностного слоя металла, что в условиях эксперимента с особо- [c.145]

II. Проявление второй стадии (барьерный эффект поверхности) можно рассматривать как неизбежное следствие первой стадии аномального пластического течения, т. е. следствие того, что все стадии деформационного упрочнения на кривой напряжение — деформация у поверхности как бы сдвинуты по фазе . Они опережают по времени аналогичные стадии объемной деформации и протекают у поверхности быстрее. В результате этого вблизи поверхности образуется слой с повышенной плотностью дислокаций, так называемый барьерный debris-слой [13, 14], который препятствует выходу полос скольжения на поверхность кристалла и тормозит развитие объемной деформации. Таким образом, в данном [c.40]

Использование труднорастворимых частиц наиболее целесообразно для тмельчения зерна при последующих длительных нагревах благодаря барьерному действию этих частиц на подвижность дислокаций и миграцию границ зериа при нагреве. Однако эффективность действия труднорастворк.мых частиц не ограничена только этим. Согласно Хиршу, частицы избыточных фаз активно упрочняют сплав вследствие увеличения числа дислокаций при развитии поперечного скольжения, а Николсон даже установил вклад в общее упрочнение сплава самих частиц и их морфологии. [c.208]

В работе [143] образование упрочненного поверхностного слоя объясняется взаимодействием движущихся к поверхности дислокаций со ступеньками скольжения, которые под нагрузкой действуют как концентраторы напряжений с областью напряжений ближнего порядка. Взаимодейстаие приближающихся к поверхности дислокаций с такими локальными очагами высоких напряжений может создавать соответствующий барьерный эффект, который, в свою очередь, может увеличивать вероятность процесса поперечного скольжения винтовых дислокаций, что также усиливает барьерное действие приповерхностного слоя. Так, в работах [47, 48] образование более прочного поверхностного слоя объясняется именно с позиций протекания преимущественного процесса поперечного скольжения винтовых дислокаций вблизи свободной поверхности и образования ими поверхностных ступенек, ограничивающих дальнейшее движение винтовых дислокаций [171]. [c.19]

ИССЛЕДОВАНИЕ БАРЬЕРНОГО ЭФФЕКТА ПРИПОВЕРХНОСТНОГО ГРАДИЕНТА ПЛОТНОСТИ ДИСЛОКАЦИЙ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОБЩУЮ МАКГОСКОПИЧЕСКУЮ КИНЕТИКУ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ [c.51]

Появление повторного зуба текучести может быть также обусловлено действием собственного барьерного эффекта debris-слоя, который заключается в том, что дислокации, генерируемые объемными источниками, при приближении к поверхности задерживаются короткодействующими и дальнодействующими полями упругих напряжений приповерхностного градиента дислокаций, что требует повышенной величины эффективного напряжения деформирования согласно уравнению (1.1.). Кохда достигается требуемый уровень эффективного напряжения и дислокации прорывают более плотную и жесткую систему дислокаций в приповерхностном слое, происходит срыв внешне приложенной нагрузки. При удалении поверхностного слоя определенной толщины или при проведении отжига эффект предпочтительного поверхностного упрочнения от предварительной деформаиди снимается и при повторном нагружении не требуется увеличения эффективного напряжения для прохождения дислокаций через приповерхностную область кристалла. В этом случае, наоборот, наблюдается некоторое уменьшение напряжения течения (см. рис. 28, 30), которое, по-видимому, обусловлено действием новых поверхностных источников, появляющихся вследствие удаления поверхностного слоя в местах пересечения свежей поверхности с лесом дислокаций. При увеличении степени предварительной деформации приповерхностный градиент плотности дислокаций уменьшается ( размывается ) все больше, так что плотности дислокаций вблизи свободной поверхности и внутри кристалла уже мало различаются. При этом барьерный эффект поверхности также уменьшается. Кроме того, при увеличении общей 1Ш0ТН0СТИ дислокаций затрудняется процесс релаксационного перераспределения дислокационной структуры вблизи поверхности, что также способствует уменьшению абсолютной величины повторного зуба текучести. [c.55]

ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ БАРЬЕРНОГО ЭФФЕКТА ПОВЕРХНОСТНОГО ГРАДИЕНТА ПЛОТНОСТИ ДИСЛОКАЦИЙ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА МАКЮСКОПИЧЕСКУЮ КИНЕТИКУ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ [c.71]

Как будет показано ниже, эта точка зрения Крамера ошибочна, поскольку барьерный эффект поверхности появляется именно в силу проявления аномалии пластического течения приповерхностных слоев на шчалшой стадии деформирования, т.е. в результате того, что поверхность сначала является более слабой, чем объем. И это, как следствие, приводит затем к более упрочненному поверхностному слою. Кроме того, Крамер ошибается в том, что считает основной причиной образования приповерхностного градиента дейсгвие объемных источников дислокаций, а не поверхностных [ см., например, рис. 37 . На преимущественном дейст-вии поверхностных источников основана модель возникновения (1еЬп8ч лоя [156, 158], однако авторы не рассматривают специфические особенности зарождения и генерации дислокаций приповерхностными источниками, подобно тому как это сделано, например, в [121,162 ] и раде других работ. [c.81]

Изменение характера упрочнения двухфазных сплавов в сравнении с ниобием и однофазными сплавами определяется, как известно, барьерным действием дисперсных фаз, в данном случае карбидов, на движение дислокаций [216]. Интенсивное деформационное упрочнение карбидсодержащих сплавов позволяет повысить предел прочности и предел текучести ниобия при легировании его металлами IV А группы и углеродом до 100—110 кгс/мм и 90 кгс/мм соответственно при степени деформации порядка 80% [85]. Такое интенсивное деформационное упрочнение имеет немаловажную роль в проблеме повышения жаропрочности сплавов ниобия. Как будет показано позже, температура рекристаллизации сплавов с высоким содержанием карбидов значительно выше рабочих тем- [c.203]

Увеличение содержания кислорода в сплаве Nb — 1 % Zr до 0,4% резко изменяет картину упрочнения. При малых степенях обжатия, до 20%, наблюдается увеличение скорости упрочнения, при этом твердость увеличивается на ПО ед. HV. Такое резкое увеличение общего упрочнения и скорости этого упрочнения при холодной пластической деформации связано с барьерным действием частиц ZrOa движению дислокаций, которое, видимо, начинает ощущаться при определенном количестве частиц. [c.259]

Представления о роли барьерного эффекта, связанного с предпочтительным упрочнением поверхностных слоев, развиты в работах Крамера, подробно рассмотренных в [5]. Разработаны новые методические подходы для количественной оценки удельного вклада поверхности в общий процесс макроскопического течения. Так, при деформировании А1, Си, Ли, Zn, Fe, Мо и ряда других материалов, как moho-, так и поликристаллических, обнаружено увеличение протяженности и уменьшение угла наклона к оси абсцисс линий, соответствующих первой и второй стадиям деформационного упрочнения, вследствие непрерывного удаления поверхностного слоя с образца во время процесса деформации. Прекращение удаления поверхностного слоя при деформации вновь увеличивало коэффициент деформационного упрочнения до такого же значения, как при деформировании без удаления поверхностного слоя. [c.30]

Барьерный эффект приповерхностного слоя должен проявляться лишь в определенном диапазоне скоростей деформирования и при конкретном соотношении прочности приповерхностного слоя и внутренних объемов металла, поскольку он является динамическим эффектом и связан с кинетикой протекания пластической деформации по сечению образца. При малых скоростях деформирования отсутствует столь резкое запаздывание течения внутренних слоев металла по сравнению с его приповерхностными слоями, и в результате чего не возникает условий для проявления барьерного эффекта. Известно, что у низкоуглеродистых сталей при малых скоростях деформирования отсутствует площадка текучести. Рассмотренный эффект проявления физического предела текучести связан также с масштабным фактором и, следовательно, с глубиной более прочного приповерх- ностного слоя. В наших работах [94, 95] было показано, что существует критическая глубина упрочненного приповерхностного слоя, начиная с которой на диаграммах растяжения отсутствует физический предел текучести. [c.177]

В соответствии с наиболее распространенной точкой зрения, параметры уравнения Холла — Петча учитывают сопротивление движению дислокаций во внутренних объемах зерен (а ) и барьерное действие границ зерен (Д ус( ), причем Ку = тх г, где т — средний фактор ориентировки Тс — напряжение старта дислокационного источника г — среднее расстояние между источником дислокаций и концентратором напряжений. Не исключено, что уравнение Холла — Петча можно прочесть в обратном порядке первичным является генерирование дислокаций внутренними границами раздела при перемещении по ним частичных дисклинаций, и в этом смысле Ку определяется сопротивлением движению частичных дисклинаций по границе. Очевидно, что новая формулировка практически эквивалентна старой , так как частичная дисклинация не подвинется по границе, пока не сработает дислокационный источник. Такая схема хорошо согласуется с известным экспериментальным фактом появления бахромы из дислокационных полупетель на границах зерен на самых ранних стадиях пластической деформации поликристаллов. Следует ожидать также, что дисклинации ио дефектным границам с неупорядоченной структурой перемещаются труднее, чем в условиях возврата структуры границ . Действительно, как следует из [74], температурная зависимость Ку такова, что происходит резкое падение упрочнения, вносимого внутренними границами раздела, в области температур выше [c.224]

Каждый класс субструктуры определяет свой характерный механизм торможения сдвига. Это контактное торможение дислокацпй в сетчатой субструктуре барьерное на границах дислокационных ячеек п зерен, способное включать в себя обратные напряжения на источниках, формируемые в статических и динамических условиях полос сдвига геометрическое упрочнение (или разупрочнение) в зернах и двойниках. Существенный вклад в упрочнение должны давать п дальнодействующие поля, особенно характерные для структур с разворотами и в поликристаллах. Дальнодействую-щие поля в буквальном смысле слова нельзя классифицировать как элемент субструктуры, но они играют важную роль в превращениях субструктур [198—201] и являются характерным фактором упрочнения. Их существование обусловлено определенным uj)o-странственным расиоложенпем дислокаций разных знаков, а также контактными явлениями в поликристаллах. Наконец, существует флуктуационный вклад в напряжение течения, обусловленный неоднородностями субструктуры. Схематически перечисленные факторы упрочнения в аддитивном приближении для ГЦК твердых ра- [c.175]

Ячеистая субструктура без разориентировок. Здесь скольжение тормозится на границах ячеек. Длина следов скольжения пропорциональна размеру ячеек, а напряжение течения обратно пропорционально этой величине (рис. 5.39). Торможение сдвига носит барьерный характер [142, 157]. Клубок или стенка ячейки оказываются непреодолимым препятствием. Подобные результаты установлены и для чистой меди [191, 205]. Сдвиг, остановившись в конкретной зоне, не возобновляется до разрушения этой субструктуры и перехода на следующую стадию [142, 157, 170, 171], поскольку напряжение прорыва барьера значительно превышает действующее в рассматриваемый момент напряжение. В формировании напряжения течения важную роль играют обратные напряжения на источник [142, 157, 206]. Другие факторы вклад в де( )ормаци-онное упрочнение при наличии этой субструктуры не дают. Таким образом, торможение в субструктуре осуществляется на четвертом и пятом структурном уровнях (см. табл. 5.1). [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...