Перераспределение дефектов кристаллической решетки

В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в шве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых структурных превращений. Под фазовыми превращениями (переходами I рода) понимают превращения с образованием новых фаз, отличающихся от исходных атомно-кристаллическим строением, часто составом, свойствами, и разграниченных с ними поверхностями раздела (межфазными границами). При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности. В связи с этим фазовое превращение сопровождается выделением или. поглощением теплоты. При структурных превращениях (переходах FI рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки, легирующих элементов и примесей и изменение субструктуры существующих фаз. Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты. [c.491]

При нагреве и охлаждении в металлах происходят следующие основные структурные превращения 1) образование границ зерен 2) выравнивание границ зерен и их рост 3) перераспределение химических элементов 4) коагуляция и сфероидизация фаз 5) изменение плотности и перераспределение дефектов кристаллической решетки. [c.501]

Изменение плотности и перераспределение дефектов кристаллической решетки — процессы, которые протекают в металле, находящемся в неравновесном состоянии после холодной пластической деформации или быстрого (закалочного) охлаждения с высоких температур. Холодная деформация приводит к увеличению плотности дислокаций. У отожженного поликристаллического металла плотность дислокаций 10 ... 10 см , а после значительной деформации — 10"...Ю см . Дислокации образуют замкнутые сплетения, которые разделяют металл на отдельные ячейки размером порядка одного микрометра. Внутри ячеек плотность дислокации сравнительно не велика. [c.509]

Специальное рентгенографическое исследование показало, что основной процесс структурных изменений локализуется в тонких поверхностных слоях металлов толщиной от долей до нескольких микрометров. На первом этапе контактирования под влиянием внешних факторов в тончайших поверхностных слоях развивается интенсивная пластическая деформация, связанная с зарождением, размножением, перераспределением дефектов кристаллической решетки и, прежде всего, дислокаций, число которых можно приближенно оценить по параметру (/,/ц) (физической ширине линий на рентгенограмме) или по величине е (размеру блока когерентного рассеяния), характеризующей структуру металла и функционально входящей в При увеличении пути трения размер блока [c.134]

Перераспределение дефектов кристаллической решетки [c.119]

Перераспределение примесей и легирующих элементов в сплавах происходит в период их пребывания в температурных областях, когда существует заметная диффузионная подвижность этих элементов. При этом возможны два противоположных процесса выравнивание концентрации элементов по объему — гомогенизация, или их накопление на отдельных структурных составляющих, границах зерен и скоплениях дефектов кристаллической решетки — сегрегация. [c.507]

При исследовании процессов контактного взаимодействия наиболее важны вопросы фазовых превращений в зоне деформации, диффузионного перераспределения легирующих элементов твердых растворов под действием внешних факторов, образования и размножения линейных (дислокаций) и точечных (вакансий) дефектов кристаллической решетки, определения остаточных деформаций, преимущественной ориентации (текстуры), т. е. изменений внутренней структуры деформированных трением металлов и сплавов. Одним из преимуществ рентгеновского метода исследования материалов является то, что получаемые параметры структурного состояния являются усредненными по значительным объемам и обеспечивают удовлетворительную корреляцию с физическими свойствами изучаемых объектов. [c.67]

Скопление дислокаций у краев активной плоскости скольжения соответствует высокому значению энергии упругой деформации в этих зонах. Отжиг после пластической деформации при нормальной температуре вызывает перераспределение накопленных дефектов кристаллической решетки. При отжиге дислокация отделяется от плоскости скольжения в процессе восходящего движения, и напряженная плоская система, ориентированная параллельно плоскости скольжения, переходит в менее напряженную [c.124]

Перераспределение примесей происходит в период их пребывания в температурных областях, когда имеет место заметная диффузионная подвижность этих элементов. При этом возможны два противоположных процесса выравнивание концентрации элементов по объему — гомогенизация или их накопление на отдельных структурных составляющих, границах зерен и скоплениях дефектов кристаллической решетки — сегрегация. Гомогенизация приводит к устранению микрохимической неоднородности (МНХ), возникшей при первичной кристаллизации сплавов. [c.117]

Таким образом, во всех исследованных металлах, подвергнутых интенсивной деформации, при нагреве наблюдали близкую по характеру эволюцию наноструктур. Типичным является развитие процессов возврата, связанное с перераспределением и аннигиляцией дислокаций на границах и в теле зерен. Имеют место также рекристаллизационные процессы, приводящие к росту зерен, однако последовательность этих процессов определяется химическим составом и природой металла (энергией дефектов упаковки, типом кристаллической решетки), а также условиями интенсивной пластической деформации, которые определяют характер исходных наноструктур. Здесь в каждом случае требуются конкретные исследования. Важным также является установление процесса, контролирующего эволюцию структуры при нагреве. В работах [12, 140] предполагается, что этим процессом могут быть структурные перестройки на неравновесных границах зерен и скорость этого процесса контролирует возврат структуры и начало рекристаллизации. Однако выяснение этого вопроса требует дальнейших исследований. [c.136]

Известно [49], что водород ослабляет межатомные связи в кристаллической решетке железа вследствие перераспределения электронов на У-уровнях [35] при этом могут снизиться разрушающие напряжения и возможно понижение уровня эффективной работы разрушения 7 . На основании этого становится ясно, почему при сравнительно низком давлении водорода в дефектах сказывается его влияние на общий уровень прочности материала [54, с. 66—85]. Необходимо отметить, что гипотеза, объясняющая облегчение деформации и разрушения металла в присутствии водорода вследствие снижения силы межатомных связей металла, пока не нашла достаточно убедительного теоретического обоснования и экспериментального подтверждения. [c.19]

Проведенные опыты по определению вязкого скольжения зерен относительно друг друга дали возможность выдвинуть ряду авторов обоб-ш,енную модель [2]. По этой модели грань спайности представляется как сочетание многочисленных несовершенств решетки со строгой структурой. В этом случае несовершенство представляется как некоторое подобие дырки , т. е. незаполненного узла в кристаллической решетке. При вязком скольжении зерен должно произойти смещение одного дефекта структуры относительно другого и перераспределение атомов, для чего, очевидно, необходима энергия активации. Коэффициент вязкости в этом случае будет определяться следующим выражением [c.211]

Наиболее существенные изменения, происходящие при термической обработке ферритов химическая гомогенизация и аннигиляция неравновесных дефектов типа дислокаций формирование керамической структуры (для поликристаллических материалов) образование структуры с определенной концентрацией кислорода и обусловленной ею степенью дефектности кристаллической решетки перераспределение ионов по подрешеткам. [c.8]

Из физики металлов известно, что при неравномерном распределении механических напряжений сжатые области кристаллической решетки металлов вследствие перераспределения электронов заряжаются положительно, а растянутые — отрицательно. Поэтому, например, при изгибе образца металла в упругой области растянутая сторона заряжается отрицательно, вследствие чего адсорбция анионов на ней затрудняется, а катионов— облегчается. При пластической деформации металлов в кристаллической решетке образуются линейные дефекты — дислокации, сжатая часть которых заряжена положительно, а растянутая—отрицательно. Поэтому при наличии пластической деформации облегчается адсорбция и катионов, и анионов. [c.82]

Обнаруженная обратная зависимость прочностных свойств от скорости активного растяжения при исследовании основного металла и металла сварного шва представляет особый интерес. Проявление такой зависимости подтверждает принципиальную важность исследования физико-механических свойств материалов в процессе облучения при температурах 0,3—0,47 пл, когда определяющими считаются кратковременные, а не длительные прочностные свойства. Аномальное поведение основного металла при флюенсе 0,5 10 нейтр. см- и металла сварного шва при флюенсах 0,5 10 и 2 10 нейтр. см- связано, вероятно, с переходом от дислокационно-субструктурного механизма деформационного упрочнения в необлучаемых образцах к диффузионно-дислокационному механизму в процессе облучения. Последний обусловлен диффузионной релаксацией напряжений в деформируемых материалах и проявляется в виде обратной скоростной зависимости физико-механических свойств [4]. Проявлению действия механизма диффузионно-дислокационного упрочнения способствует миграция избыточных точечных дефектов, образующихся при облучении. Необходимым условием диффузионно-дислокационного упрочнения является также постоянство скорости деформирования, обеспечивающее равенство между внутренним сопротивлением деформированию и прилагаемой растущей нагрузкой [4]. Как показано в [5], при этом происходит перераспределение примесей в неоднородном поле внутренних напряжений и их релаксация вследствие направленной (восходящей) диффузии. Такое перераспределение, наряду с процессами микротекучести и диффузионного залечивания очагов разрушения, повышает структурную однородность решетки и лежит в основе программного упрочнения кристаллических тел [4]. Характерно, что обратная скоростная зависимость прочностных свойств [c.109]

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

Механизм пластической деформации поверхностных слоев при контактном взаимодействии, обусловленный процессом зарождения, движения и перераспределения дефектов кристаллической решетки, приводит к тем или иным особенностям механизма трения и изнашивания. Поскольку пластинеская деформация., имеющая дислокационную природу, является основным следствием кон- [c.51]

Мартенсит — метастабильная фаза, для которой характерна высокая плотность дефектов кристаллической решетки, особенно дислокаций. Практически сразу после образования мартенсит начинает претерпевать превращения в направлении достижения более равновесного состояния. Этот процесс называется отпуском. Отпуск представляет собой совокупность фазовых и структурных превращений, которая включает перераспределение растворенных компонентов, распад с выделением метастабильных и стабильных фаз и перегруппировку дефектов кристаллической решетки. В зависимости от диффузионной подвижности атомов растворенного компонента отпуск может протекать при комнатной температуре и особенно ускоряется при нагреве. Отпуск возможен также в период завершения охлаждения в случае, когда скорость охлаждения замедляется. Этот процесс называется самоот-пуском. [c.496]

В связи с тем, что температура перегретого пара в современных энергоустановках превысила 510° С, хромомолибденованадиевые стали (12Х1МФ, 15Х1М1Ф), как более жаропрочные, полностью заменили в котельном производстве хромо молибденовые стали. Большая жаропрочность этих сталей объясняется тем, что V в них упрочняет твердый раствор, уменьшает скорость диффузионных процессов перераспределения элементов, главным образом Мо, и повышает устойчивость стали против отпуска. Кроме того, распределение термически устойчивых высокодисперсных карбидов ванадия по дефектам кристаллической решетки препятствует развитию сдвиговых процессов при пластической деформации. Наиболее удачно распределение карбидов ванадия по многочисленным дефектам мартенситных кристаллов и наименее — по [c.86]

А. Уббелоде [16] рассматривает различные теории плавления механическую, колебательную, позиционную, ориентационную и др. Расчетами показано, что изменение межатомных сил и температуры, при которых упругая постоянная равна нулю, приводит к преодолению сопротивления сдвигу и переходу из твердого в жидкое состояние. Согласно колебательной теории плавления амплитуда колебаний атомов в решетке должна увеличиваться по мере приближения к температуре плавления. В точке плавления амплитуды колебания достигают критической величины, вследствие чего кристалл становится механически неустойчивым. Теплота плавления пропорциональна работе образования дефектов кристаллической решетки и изменения объема при переходе из твердого в жидкое состояние. В некоторых теориях плавления учитываются концентрации вакансий и плотность дислокаций, которые оказывают влияние на неустойчивость кристаллов против сдвиговых напряжений. Позиционное плавление связывают с разупо-рядочением структуры кристаллов. При плавлении веществ с несферическими молекулами наблюдается ориентационное разупорядочение — изменяется форма и ориентация молекул. Перераспределение атомов в процессе плавления вызывает возрастание энтропии. [c.33]

Повышение степени деформации (плотности дефектов кристаллической решетки) вызывает не только снижение температуры перераспределения и аннигиляции дислокаций (полигонизация), но и, как было отмечено, возникновение при более низких температурах большеугловых границ (рекристаллизация). Увеличение температуры отпуска до 550° С для деформированной на 70% стали и выше 600° С для деформированной на 20% приводит к полной рекристаллизации избыточного феррита [ПО, с. 159]. Полосы скольжения исчезают и зерна становятся равновесными (рис. 79, е, ж). При этом зерна феррита имеют малую плотность дислокаций, а их твердость резко снижается (рис. 79, е). [c.194]

Исследование структуры сильно деформированной па-тентированной стали 50 под электронным микроскопом показало [295], что даже после кратковременного отпуска при 500° С полностью заканчивается процесс сфероидизации цементитных частиц. Повышение температуры отпуска приводит к коалесценции цементитных частиц и росту зерен феррита в перлитных зернах (см. рис. 81, в — (3). Эти процессы протекают тем интенсивнее, чем выше степень пластической деформации. Следовательно, чем выше степень деформации, тем интенсивнее протекают процессы перераспределения и аннигиляции дислокаций и рекристаллизации феррита, приводящие к более резкому снижению в нем плотности дефектов кристаллической решетки [254—256, 267 и др.] (см. рис. 71), а также процессы сфероидизации и коалесценции цементитных частиц. [c.202]

Действие диффузионного водорода при образовании ХТ наиболее соответствует одному из механизмов обратимой водородной хрупкости. Ее особенность заключается в том, что в условиях медленного нагружения источники водородной хрупкости образуются вследствие диффузионного перераспределения водорода и исчезают через некоторое время после снятия нагрузки. При этом важная роль отводится взаимодействию водорода с дислокациями и облегченному перемещению их комплексов. В металле сварных соединений диффузионный водород Нд концентрируется на границах кр5шных аустенитных зерен, которые хараетеризуются повышенной плотностью дефектов кристаллической решетки. [c.68]

Дорекристаллизационный отжиг. Отжиг этого вида заключается в нагреве деформированного металла до температуры, не превышающей температуру рекристаллизации, ведет к перераспределению дислокаций внутри скоплений по типу полпгонизации и сопровождается часто образованием сегрегаций на дефектах. В результате этого процесса дислокации образуют стабильные конфигурации, что сопровождается уменьшением искажений кристаллической решетки и повышением сопротивления деформированию. Целям обеспечения высокой размерной стабильности материала отвечает лишь такой отжиг, в ходе которого стабилизация дислокационной структуры не сопровождается значительным уменьшением [c.688]

Охвачен широкий круг вопросов механики разрушения, начиная с микромеханизмов деформации и разрушения кристаллической решетки, инженерных подходов к задачам механики разрушения и заканчивая математическим анализом образования, слияния и развития дефектов материала. Рассмотрены физика и механика микроразрушения, включая образование и рост микротреш ин разных видов. Даны основные положения и методы линейной и нелинейной механики разрушения вместе с соответствуюш и-ми критериями разрушения. Уделено внимание избранным специальным проблемам механики разрушения, включая механизмы деформирования и разрушения полимеров. Подробно представлены математические методы решения плоских задач теории упругости при конечных деформациях в условиях физической и геометрической нелинейности. Даны многочисленные примеры расчета перераспределения полей напряжений и деформаций при разных вариантах поэтапного многоступенчатого нагружения многосвязных областей. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...