Сплавы Повреждаемость

Наиболее чувствительна к любым дефектам, возникающим в объеме металла, сосредоточенная часть относительного сужения или предельная пластичность надрезанных образцов. Указанные характеристики были использованы авторами совместно с А. В. Гурьевым и В. И. Водопьяновым при изучении процесса циклической повреждаемости титановых сплавов. Исследования выполняли на образцах сплавов ВТ5-1 и ВТ6. Образцы подвергали жесткому симметричному нагружению растяжением-сжатием при амплитуде пластической деформации 0,6 %. Последующее испытание образцов на растяжение производили в двух состояниях непосредственно после циклического нагружения разной длительности и [c.188]

Уменьшение пластичности жаропрочных сталей и сплавов, связанное с механической обработкой и другими технологическими операциями, в которых производится предварительная пластическая деформация, приводит к ускорению повреждаемости сталей и сплавов при действии циклического и длительного статического нагружения, а следовательно, к уменьшению долговечности и особенно к снижению сопротивления многократным перегрузкам при испытании на усталость и длительную прочность. [c.201]

Рис. 49. Повреждаемость сплава Ti—6А1 при деформировании растяжением (а, 6) и кручением (в) а — зависимость в момент образования первых зернограничных дефектов и г ) в момент разрыва образца от температуры испытаний б—зависимость количества дефектов на площади 0,5 мм (N) и их средней протяженности (/), а также пластичности при нормальной температуре (г))) в зависимости от степени растяжения при 800° С в — зависимость плотности от степени закручивания при 800° С (/ — головка 2 — рабочая часть)

Кинетика повреждаемости сплава титана с 6% алюминия при 800° С показана на рис. 49, б в виде зависимостей количества и длины пор и трещин от степени деформации, а также зависимости относительного сужения при комнатной температуре от степени деформации при 800° С. В последнем случае образцы сначала подвергались растяжению при 800° С, а затем перетачивались на одинаковый диаметр и испытывались при комнатной температуре. [c.111]

Аналогичная ситуация с использованием рабочих лопаток из титана для зоны фазового перехода. Обладая высокими механическими свойствами, титановые сплавы в 5—8 раз дороже стали, что при сравнительно редкой повреждаемости рабочих лопаток от коррозионной усталости делает их использование дискуссионным. [c.453]

Паршин А.М. Структура, прочность и радиационная повреждаемость коррозионно-стойких сталей и сплавов. Челябинск Металлургия, 1988. [c.398]

Лихачев В. А. Повреждаемость металлов в условиях длительного нагру-жения,- В кн. Материалы научного семинара по радиационной физике металлов и сплавов. Тбилиси, 1976, с. 177—212. [c.222]

Заготовки из сталей и сплавов первой группы после подготовки поверхности и разупрочняющей термической обработки (РТО) по известным режимам имеют высокую технологическую деформируемость. Холодная объемная штамповка заготовок из сталей и сплавов второй группы затруднена из-за пониженной технологической деформируемости, особенно из-за пониженных пластичности и деформируемости сложных сплавов цветных металлов и высокого сопротивления деформации легированных сталей. Кроме того, при холодной объемной штамповке деталей ответственного назначения значительно повышается актуальность прогнозирования возможности внутреннего макроразрушения и уровня повреждаемости (по терминологии В. Л. Колмогорова) металла на суб-микроскопическом и микроскопическом уровнях. Поскольку проблемы деформируемости и разрушения неотделимы, то при их реализации должны комплексно решаться задачи как улучшения технологических свойств заготовок, так и повышения качества штампованных заготовок. [c.155]

На рис. 94 показан вариант кессона крыла, представляющий сотовую конструкцию со специальным гофрированным заполнителем на всю толщину кессона (сечения Л и на рис. 94 показаны с установленными верхними панелями). Титановый сотовый заполнитель имеет перфорацию для прохода топлива (2 — перфорированные грани ячеек, S — стенка переднего лонжерона). Для улучшения характеристик допустимой повреждаемости и обеспечения передачи нагрузки титановая нижняя обшивка выполнена многослойной с накладками. Сборка верхней и нижней обшивок с сотовым заполнителем осуществляется пайкой мягкими припоями для обеспечения максимальных прочностных свойств титановых сплавов (I— пайка мягкими припоями). Конструкция с уменьшенным числом концентраторов напряжений в сочетании с пониженной скоростью распространения усталостных трещин в многослойной паяной нижней обшивке дает возможность выбрать необходимые толщины материала, исходя из действующих напряжений 64,5 кгс/мм . Данный вариант конструкции является наиболее легким из всех рассмотренных и вторым по максимальной стоимости. [c.208]

Длительная прочность при нестационарном нагружении и нагреве. Повреждаемость большинства жаропрочных сплавов при многократных изменениях напряжений, периодически повторяющихся в области растяжения с частотой 0,5... 10 циклов в час, существенно зависит от способности сплава к пластическому деформированию и от изменения этого свойства в процессе нагружения (охрупчивание). [c.18]

Испытаниями на длительную прочность при многократных изменениях нагрузок и температур выявлена аналогия в повреждаемости нестационарными Hai ревами и нагружениями. Повреждаемость сплава выявляется в равной мере как испытаниями при нестационарном нагружении, так и испытаниями при нестационарном нагреве, если температурные режимы испытаний не приводят к [c.18]

Данные по коррозионной повреждаемости алюминиевых сплавов при постоянном воздействии сред химикатов приведены в табл. 20.3. [c.558]

Принцип защитного действия неметаллических покрытий основан на изоляции металла от действия коррозионной среды. Требования к таким покрытиям непроницаемость, устойчивость в коррозионно-активных средах. Недостаток покрытий — механическая повреждаемость. Для алюминиевых сплавов целесообразно анодирование с последующим покрытием лаком на синтетической резине 14]. [c.598]

Четыре первых механизма разупрочнения можно классифицировать как разновидности структурного механизма разупрочнения, поскольку все они предполагают изменение структуры, ее однородности в отношении распределения частиц второй фазы. Структурное разупрочнение наблюдается в сплавах с когерентными и некогерентными, упорядоченными и неупорядоченными частицами выделений. Действуют несколько различных механизмов структурного разупрочнения и развития повреждаемости. Устойчивые полосы скольжения, в пределах которых отсутствуют (и исчезают) дисперсные выделения, возникают в А1-, Ni-сплавах, углеродистых и легированных сталях. Конкретный механизм разупрочнения зависит от нескольких факторов структуры, морфологии, размера и распределения частиц дисперсной фазы, а также режима (в том числе температуры) испытаний. Одним из основных факторов, определяющих характер повреждаемости и разупрочнения, следует признать амплитуду напряжения (деформации). С этим связаны, казалось бы, противоречивые данные о склонности к разупрочнению некогерентных и неупорядоченных частиц дисперсной фазы. При достаточно большой продолжительности нагружения ( 10 -10 циклов) повреждаемость (многоцикловая усталость) возникает в сталях, содержаш их крупные 1 мкм некогерентные частицы карбидов (Fe, Сг)дС, как например, в Сг-стали в условиях контактной усталости [157]. [c.232]

Достижение предельного состояния при реализации критического распределения напряжений и деформаций на фронте трещины характеризует переход к глобальному (нестабильному) разрушению. Однако в зависимости от условий нагружения при росте трещины могут реализоваться условия для локальной нестабильности разрушения. Наиболее полно спектр пороговых значений К , отвечающих смене диссипативных структур, реализуется при циклическом нагружении и постоянной нагрузке низкого уровня. Как уже отмечалось в предыдущей главе, микроразрушение отрывом связано с достижением критического соотношения теоретических прочностей на сдвиг и на отрыв, контролируемого постоянной Л= [Lm/H G/E], полученной на основе идеи о независимости удельной энергии разрушения от вида подводимой энергии. Эта идея отражает принцип самоорганизации процессов диссипации энергии в металлах и сплавах при том или ином виде воздействия. Термодинамические аспекты этой идеи развиты В. В. Федоровым [110]. Согласно его концепции, критерием повреждаемости локального объема является критическая плотность внутренней энергии At/ , накопленной при его предельной деформации. Это позволило с единых позиций рассмотреть кинетику повреждений металлов и сплавов при ползучести, усталости, статическом деформировании, трении и т. п. Концепция с позиций термодинамики объясняет постоянство критической плотности энергии деформации и ее независимость от внешних факторов, что согласуется с концепцией [71]. [c.112]

И разрыв кривых усталости, и перегибы (ступеньки) на кривых усталости при переходе от малоцикловой усталости к многоцикловой являются, по-видимому, следствием одного и того же процесса интенсификации процессов пластической деформации и разрушения при достижении определенного напряжения, когда за каждый цикл нагрузки возникают трещины субмикроскопических и микроскопических размеров. Это должно, с одной стороны, сопровождаться интенсивным разогревом образца и интенсификацией процессов повреждаемости, а с другой стороны, интенсификацией процессов упрочнения (повышения плотности дислокации и их блокировки, например, в результате динамического деформационного старения). Кроме того, в металлических сплавах в процессе циклического деформирования могут интенсивно протекать фазовые превращения (например, мартенситное превращение в метастабильных аустенитных сталях или процессы возврата в алюминиевых сплавах). Эти фазовые превращения и структурные изменения могут существенно [c.25]

Стадия циклического упрочнения (разупрочнения), на которой повышается плотность дислокаций и возможны различные фазовые превращения. Она завершается достижением линии необратимых повреждений (линии Френча). Стадия циклического упрочнения наблюдается у пластичных металлов и сплавов, а стадия циклического разупрочнения у высокопрочных металлических материалов. Так же как и при статическом деформировании на этой стадии наряду с процессами структурных изменений и деформационного упрочнения наблюдается развитие повреждаемости в локальных областях металла в виде образования субмикротрещин (см. пунктирную линию КДЕ на рис. 2,10). [c.51]

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 условиях циклического нагружения уменьшение эффективной скорости деформирования, обусловленное либо уменьшением частоты, либо выдержкой в цикле, либо формой цикла, может вызвать существенное снижение числа циклов Nf до разрушения, как показано на рис. 3.1,6 на примере нержавеющей стали типа 304, испытанной при 600 и 700 °С и размахе деформации Ае = 1 %. Аналогичные данные получены для бейнитной стали 2,25 Сг — 1 Мо [286] при Т = 575 °С и Ле = 0,5 % выдержка в циклах растяжения и сжатия до 6 мин приводит к снижению усталостной долговечности в три-четыре раза по сравнению с непрерывным циклированием со скоростью деформирования = 4-10- с-. Подобное влияние скорости деформирования на повреждаемость материала наблюдается и на стадии роста усталостной трещины. Например, для никелевого сплава 1псопе1718 уменьшение частоты нагружения до 0,1 Гц [c.151]

Как известно, титановые сплавы обладают значительной анизотропией сопротивления сдвигу по различным плоскостям кристаллической решетки. Количество плоскостей легкого скольжения в кристаллической решетке титана (г.п.у) значительно меньше, чем у металлов с кубической решеткой (о.ц.к., г.ц.к). В связи с этим при испытании образца во внутренних объемах металла возникновение скольжения в благоприятно ориентированных по отношению к действующему усилию элементах структуры (зернах, фрагментах) будет затрудняться окружающими неблагоприятно ориентированными структурными составляющими. 6 поверхностных слоях в благоприятно ориентированных элементах структуры нет препятствий для возникновения скольжения и появления на поверхности ступени сдвига. В связи с этим при одной и той же суммарной деформации на поверхности и во внутренних объемах образца соотношение между упругой и пластической составляющими может быть различным. В этих условиях требуются значительные деформации, чтобы и во внутренних слоях образца доля пластических деформаций стали близка к величине пластической деформации на поверхности. Это положение и определяет, по нашему мнению, что степень повреждаемости поверхностных слоев-металла при малоцикловом нагружении зависит не только от размеров элементов структуры, но и от внутрикристал-лического строения металла (в частности, от количества плоскостей лег- [c.192]

Изменение свойств материала, длительно работающего при высокой температуре, является следствием диффузионных, дислокационных процессов [25]. Сопоставление кинетики изменения механических свойств с тонкой структурой на разных стадиях ползучести для сплавов на никельхромовой основе — ЖС6КП, ЖС6У и ВЖЛ12У позволило выделить три стадии процесса повреждаемости. За время испытания, равное примерно 30% долговечности, предел кратковременной прочности, определенной при температуре длительного испытания, практически не изменяется, с увеличением времени длительного испытания до 30— 50% достаточно резко понижается предел прочности, через 50— 70% времени дальнейшее его понижение существенно затормаживается. Сохранение прочности на уровне исходного значения означает наличие в тонкой структуре когерентной связи частиц упрочняющей фазы с матрицей, вследствие чего пластическая деформация, происходящая путем перерезания дислокациями этих частиц, приводит к образованию сложных сверхструктур-ных дефектов упаковки вычитания (внедрения). С потерей когерентной связи процесс разупрочнения интенсифицируется, в структуре наблюдается сращивание частиц У-фазы, наличие, большого количества свободных дислокаций. Затухание кривой разупрочнения с увеличением времени испытания в известной 6 83 [c.83]

Как будет показано в п. 23, статическую и циклическую доли повреждаемости можно суммировать также и во временном виде. Линейное суммирование при этом не соответствует экспериментальным данным (см. рис. 85). Это подтверждают и результаты испытания сплава ХН73МБТЮВД на рис. 75 кривая пре- [c.133]

Наиболее полная информация о прочностных свойствах металлов и сплавов может быть получена при сопостав.лении кинетики образования деформационной структуры с изменением уровня их механических характеристик. При совместном действии повышенной температуры и пластической деформации интенсифицируются процессы старения, которые приводят к более интенсивной повреждаемости материала, чем это следует из оценок по уравнению Коффина-Ленджера [1]. [c.74]

Никелевый жаропрочный сплав In onel Х750 аустенитно-го класса очень широко используют для жаровых труб, экранов, наружных обшивок корпусов и валов сверхпроводящих генераторов мощностью 5 МВт, разработанных компанией Вестннгауз [1,2]. Для оценки поведения безопасно повреждаемой конструкции такого генератора проведены исследования характеристик разрушения и механических свойств указанного сплава при низких температурах в зависимости от технологии изготовления и режимов термообработки. Изучено влияние трех промышленных методов выплавки и горячего изостатического прессования, а также двух видов термообработки закалки и закалки с последующим двухступенчатым старением. [c.298]

Интересные данные, косвенно доказывающие возможность восстановления структуры термической обработкой, приводит И. И. Трунин Л. 142]. Он оценивал повреждаемость по уменьшению удельного веса образцов из сталей Х18Н9Т и Х14Н14В2М и сплава на никелевой основе ЦЖ-6 в процессе испытания на длительную прочность. Автор объясняет уменьшение удельного веса образованием пор. Последующая восстановительная термическая обработка обеспечила восстановление исходного удельного веса. [c.267]

В последнее врелш появилось много практических задач, указывающих на нарушение универсальности нормального закона распределения вероятностей. Ситуации, возникающие при изучении механических причин повреждаемости материалов в радиотехнике, деталей из стекла, сплавов, сталей, а также результаты усталостных испытаний, распределения дисбалансов и т. д., свидетельствуют о том, что многие параметры, рассматриваемые как случайные величины реальных процессов, имеют отличающуюся от нормальной, а зачастую даже не одновершинную функцию плотности вероятности. Поэтому возникает необходимость глубже исследовать причины происходящих явлений и попытаться дать новые теоретические схемы вероятностных расчетов. [c.50]

Рис. 8. Температурная зависимость изменения пластичности и механизма деформации сплава ХН80ТБЮА деф = 4%/ч (степень повреждаемости и развитие миграции по границам показаны во всех случаях для б = 10%) а — зависимости — Т 6—изменение

Устранение повреждаемости границ зерен околошовной зоны, а также снижение прочности тела зерна могут достигаться выбором рационального режима термической обработки сварных соединений. Для высокожароирочных аустенитных сталей и сплавов заметное повышение надежности их сварных соединений при высоких температурах обеспечивается при переходе к более совершенной металлургической технологии выплавки стали или сплава. Одним из возможных путей повышения надежности при высоких температурах сварных соединений этих материалов является также переход к использованию методов сварки плавлением с минимальным тепловложением, а также к сварке методами давления [57]. Работы в этом напрлвлении находятся, однако, еще в начальной стадии, поэтому уверенного ответа о целесообразности использования тех или иных методов сварки получить пока нельзя. [c.78]

Совершенно иным является развитие процесса при термической обработке сварного соединения, склонного к растрескиванию. Для металла околошовной зоны в данном случае (рис. 61, б) характерна в условиях ползучести повышенная склонность к меж-зеренному разрушению. Поэтому кривая длительной прочности 1 будет иметь больший наклон, чем аналогичная кривая на рис. 61, а, и пересечение ее с кривой релаксации 3 произойдет сравнительно быстро за время Однако и в этом случае вероятность образования трещин мала, так как обычно и при межзеренном разрушении возможная деформация больше деформации за счет релаксации напряжений (рис. 61, г). Лишь при сварке сплавов повышенной жаропрочности, например дисперсионнотвердеющих никелевых сплавов, степень повреждаемости границ зерен околошовной зоны которых особенно велика, можно ожидать появления трещин при термической обработке и без концентраторов. Растрескивание можно ожидать также и при чрезмерной жесткости свариваемых узлов из аустенитных и теплоустойчивых сталей. [c.100]

Повышенные требования к качеству, штамповка ступенчатых и других деталей сложной формы массой до 1 кг и более из сталей и сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками, штамповка деталей методами редуцирования, прямого и совме-ш,снного выдавливания и другие более сложные процессы, с повышенной вероятностью Внутреннего разрушения и снижения механических свойств путем превышения заданного уровня повреждаемости вызвали необходимость создания системы ограничений, обеспечивающей получение изделий не- [c.158]

К аналогичным результатам приводят аналитические аппроксимащш экспериментальных данных других авторов. Отметим по данному вопросу следующие экспериментальные работы по сталям [144 - 147 вым сплавам [148,149], по алюминиевым сплавам [150 - 152 для алюминиевого сплава 7075-Т6 максимальное значение К с равно 3Ki и достигается для пластины толщиной ho = 1,2 мм. Излагаемые ниже методы представляют интерес также для оптимального проектирования безопасно повреждаемых элементов конструкщш [15.3]. [c.216]

Характеристики кратковременной прочности, пластичности, твердости после предварительного действия длительного статического нагружения могут явиться показателем повреждаемости материала [15]. Статистически обоснованная (на 155 образцах) оценка склонности материала к охрупчиванию вследствие длительного статического нагружения была проведена на сплаве ХН77ТЮР. [c.11]

Значения суммы отношений деформаций, накопленных при растяжении и сжатии, к разрушающей деформации, составили 1. .. 3. Изменение знака нагружения при многократном ступенчатом нагружений и Г = onst не приводит к каким-либо отклонениям от закономерностей, выявленных при нестационарном нагружении без изменения знака а< 1. Однако испытания сплава ХН56ВМКЮ при режиме многократного ступенчатого нагружения, включающем изменения температуры и нагрузки (в полуцикле сжатия 7 = 950° С, асж= 180 МПа в полуцикле растяжения 7=800° С, сграст = 480 МПа) выявили сильную повреждаемость, характеризуемую значением а< = 0,16. [c.20]

На рис. 2.44 представлены результаты испытаний сплава ХНТОВМТЮ. Величина Г) == ахарактеризует какой из видов повреждаемости, статический или усталостный, доминирует в данном виде испытаний. Расположение точек свидетельствует об отсутствии зависимости между at и Un. Взаимодействие механизмов усталостного и длительного статического р азрушения проявляется на стадии развития трещины. Для сплава ХН70ВМТЮ при 800 С при усталостном разрушении —0<т1<0,9, при смешанном (в очаге излома—статическое разрушение, переходящее в усталостное) —0,7, при длительном статическом — Tj> 7. [c.75]

Характер и виды коррозионной повреждаемостй алюминиевых сплавов при воздействии сельскохозяйственных [c.559]

В работах [32,35-41] установлено, что при достижении порогового напряжения, отвечающего точке деструкции Sp на кривой одноосного статического растяжения, происходит смена механизма деформации от сдвигообразования, вызванного дислокационным процессом, к преимущественно деструктивному, определяемому накоплением повреждаемости в результате развития деструкции. Дест-рукционные процессы обусловлены локальным нарушением трансляционной симметрии системы с появлением ротационной моды, приводящим к изменению физических, механических, электрических и акустических свойств металлов и сплавов (рис. 5.17.) Это указывает, что напряжение деструкции Sd является точкой бифуркации, характеризующей потерю устойчивости трансляционной симметрии и переходу к новому типу симметрии -вращательной. Использование этой точки позволяет тестировать адаптивность структуры к сдвигообразованию. В табл. 5.12. представлены данные по параметрам и So для железа и алюминия, из которых следует, Что мера адаптивности к сдвигу у алюминия повышается при снижении температуры с 360 до 225°. [c.181]

Проведенный анализ показал [12], что физический предел выносливости у углеродистых сталей наблюдается лишь в том случае, если в них достижению макроскопического (физического) предела текучести предшествует микропластическая деформация (стадия микротекучести) приповерхностного слоя глубиной порядка размера зерна. На стадии микротекучести может наблюдаться и микропластическая деформация всего объема материала, но она на порядок меньше, чем деформация приповерхностного слоя. В результате этой преимущ,ественной микропластической деформации на пределе вьшосливости в ОЦК-ме-таллах и сплавах формируется более прочный приповерхностный слой, который является барьером для выхода дислокаций на поверхность. Тем самым тормозится развитие процессов сдвигооб-разования и повреждаемости. Особенности пластической деформации ОЦК-металлов (например, большое число систем скольжения, облегченность поперечного скольжения и др.) и склонность к динамическому деформационному старению способствуют созданию такого более прочного приповерхностного слоя. Таким образом, формируется физический предел вьшосливости. [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...