Накопление дефектов

Любая сварная аппаратура, формируемая в реальных условиях изготовления, неизбежно претерпевает изменения, связанные с накоплением дефектов, снижающих в той или иной степени надежности аппарата. Главной причиной появления дефекта является отклонение рабочего параметра от его нормативного значения, задаваемого, как правило, обоснованным допуском. То есть любое несоответствие контролируемого параметра качества регламентированным нормам можно рассматривать как дефект. Выход параметра за пределы регламентированного допуска обусловлен целым рядом случайных и неслучайных, факторов. Дефект, не выявленный при изготовлении аппарата, является потенциальным очагом отказа, а вероятность отказа зависит от размеров дефекта, условий его подрастания при эксплуатации и степени опасно- [c.126]

Задача определения остаточного ресурса конструкции решается и при более сложных функциональных зависимостях скорости накопления повреждений. Например, при экспоненциальном характере накопления дефектов [c.123]

Все Мб оды определения фрактальной размерности, рассмотренные выше, базировались на непосредственном изучении исходной микроструктуры и измерении ее показателей. Такие структуры можно отнести к статическим. Вместе с тем, при деформации происходит самоорганизация динамических структур, обусловленная обменом системой, энергии и веществом с окружающей средой, приводящим к накоплению дефектов кристаллической решетки и, как следствие, к разрыхлению структуры. [c.99]

Необратимый разрыв межатомных связей в металлах - сложный процесс, связанный с движением, возникновением и взаимодействием различных дефектов кристаллической решетки. При разрыве связи происходит высвобождение упругой энергии, влияющей на последующие акты разрыва межатомной связи. Для необратимого разрыва межатомных связей необходимо создание т.е. накопление дефектов критической плотности в локальном объеме. [c.196]

Так как в процессе создания и эксплуатации конструкционных материалов дефекты кристаллической структуры возникают неизбежно как результат диссипации вносимой в материал энергии (см. п. 4.2), то границы представляют собой не фиксированную, а постоянно изменяющуюся фазу, в которой происходят процессы постоянного накопления дефектов и перестройки дефектной структуры материала. Это осуществляется посредством структурных фазовых переходов второго рода. Барьер энергии активации фазовых переходов преодолевается при нагружении материала в процессе эксплуатации. Кинетика фазовых переходов из одного состояния в другое и определяет свойства границ и всего материала в целом. [c.126]

На основании материала, изложенного в предыдущем разделе, можно утверждать, что конечным этапом в процессах накопления дефектов на границах является формирование структуры переходного 3—>2 поверхностного слоя. Энергия переходного слоя, называемая поверхностной энергией, имеет максимальное значение из всех значений энергии граничных зон структурных элементов поликристалла. [c.126]

Накопление дефектов происходит в локализованных областях у вершин трещин, поэтому релаксация напряжений материала реализуется в виде его разрушения. Напряжения в зоне накопления дефектов, достигшие стадии формирования поверхностного переходного слоя, трансформируются в поверхностную энергию. Так в процессе разрушения материала образуются новые поверхности, обладающие свободной энергией. [c.311]

Многочисленными опытами было установлено, что при переменном напряжении, превышающем определенную величину для данного материала, после некоторого числа перемен напряжений в материале появляется трещина. Как установлено последними исследованиями, процесс усталости связан с постепенным накоплением дефектов кристаллической решетки и, как следствие этого, с постепенным развитием усталостных повреждений. Дефект кристаллической решетки постепенно превращается в микротрещину, которая через определенное число циклов нагружения переходит в макротрещину, захватывающую все большую толщину металла. Пластическая деформация сосредоточивается только в устье трещины, поэтому заметных остаточных деформаций при разрушении не обнаруживается. [c.337]

Величина Лр — накопленная деформация за всю предшествующую историю деформирования. Степень деформации в понимании А. А. Ильюшина или параметр Одквиста представляет собой меру суммарного накопления дефектов кристаллической решетки к моменту разрушения, так что в отличие от Л величины Лр — наибольшая из возможных или предельная степень деформации. [c.486]

Период накопления дефектов и пластического разрыхления с образованием микропор и микротрещин — наиболее продолжительный период деформирования до образования трещины Гриффитса критических размеров. Этому периоду соответствует деформация еь Второй период деформирования, связанный с распространением трещины,— менее продолжителен во времени. Он характеризуется величиной eii=8p—61, где ер — деформация в момент разрушения. Распространение трещины Гриффитса происходит с большими скоростями и величина 8ц не успевает накопиться, так что ej>sn и можно принять, что Ер Б1, т. е. деформация разрушения определяется первым периодом. [c.521]

Многократные упругие деформации из-за несовершенства структуры материала и неровностей поверхности приводят в определенных условиях к усталостному выкрашиванию поверхностей качения, а многократные деформации микронеровностей поверхностей скольжения разрыхляют структуру и приводят к накоплению дефектов. [c.84]

В процессе эксплуатации в условиях трения структурные изменения (зарождение и накопление дефектов) развиваются в тонком поверхностном слое. Они сопровождаются увеличением плотностей внутренней энергии и энтропии. Одновременно идут процессы диссипации энергии и релаксации напряжений. Соотношение интенсивности этих конкурирующих процессов зависит от интенсивности внешнего энергетического воздействия, определяемой величиной контактных напряжений от внешней нафузки и скоростью относительного перемещения. [c.268]

В реальных трибосистемах интенсивность процессов накопления дефектов и увеличения плотностей внутренней энергии и энтропии всегда вьш е, и с течением времени названные термодинамические параметры достигают критических значений, при которых наступает разрушение структуры поверхностного слоя. Эта закономерность является общей для всех нагруженных деформируемых твердых тел независимо от их природы. [c.268]

Авторы работы [129] показали, что упрочнение стали при ТМО является следствием структурных нарушений в аустените (накопления дефектов) степень же упрочнения закаленной стали определяется прежде всего уровнем прочности деформированного аустенита и не зависит от температуры, при которой был достигнут данный уровень прочности. [c.83]

Покажем объективную неизбежность возникновения ротационных эффектов в процессе распространения усталостной трещины не только как закономерность накопления дефектов без нарушения его сплошности, но и в случае формирования свободной поверхности, первоначально на примере формирования сферических частиц. [c.150]

Допустимый срок эксплуатации элементов энергооборудования, например трубопроводов, определяет степень поврежден-ности. Процесс зарождения и накопления повреждений начинается с ранних стадий ползучести. Однако на затухающей стадии появляются только единичные дефекты, которые не представляют опасности для эксплуатации. Заметное усиление процесса зарождения и развития повреждений происходит на ускоренной стадии ползучести, при этом закономерности роста повреждений определяются индивидуальными особенностями материала в одних случаях происходит постепенное накопление дефектов (см., например, рис. 3.22, кривая 2), в других заметные очаги повреждений появляются при исчерпании ресурса на 80—90% и с очень интенсивным развитием повреждений вплоть до образования магистральных трещин (рис. 3.22, кривая 7), в этом случае любыми методами трудно установить предельно допустимую поврежденность, не представляющую опасность и для дальнейшей эксплуатации. [c.97]

Другим фактором, который следует рассмотреть, является влияние интенсивности накопления дефектов на свойства керамических материалов. Этот фактор пока недостаточно изучен, но, по-видимому, эта характеристика не имеет особого значения, по крайней мере в применении к технике сегодняшнего дня. [c.143]

Некоторые исследователи считают, что склонность закаленной стали к замедленному разрушению связана не столько с присутствием водорода и среды, сколько с закономерностями мартен-ситного превращения, приводящего к возникновению в структуре стали остаточных микронапряжений вследствие динамического эффекта при столкновении быстрорастущих мартенситных кристаллов друг с другом или с границами зерен [91, 131]. Этим объясняется ЗР сталей по границам старых аустенитных зерен [90]. Склонность к ЗР объясняют постепенным накоплением дефектов структуры, образующихся в результате вязкого течения по границам зерен [ПЗ]. Склонность к ЗР возрастает с увеличением податливости нагружающей системы. Так, при длительном нагружении на растяжение с перекосом 12° болтов диаметром 10 мм из стали ЗОХГСА (в состоянии закалки с [c.55]

Согласно теории временной прочности ( 1.14) при выдержке тела под напряжением в нем накапливаются дефекты, приводящие в конце концов к образованию трещин критического размера и наступлению стадии быстрого разрушения. Такое накопление дефектов происходит, в частности, при термоциклировании. Кроме того, могут возникать дополнительные внутренние напряжения из-га наличия градиента температуры внутри однородных областей структуры, Наконец, у таких материалов, как полимеры, в области низких температур возрастает модуль упругости и снижаются деформационные свойства вплоть до перехода их в хрупкое состояние. [c.86]

Современные достижения в области физических исследований металлов свидетельствуют о перспективности использования не только световой, но и электронной тепловой микроскопии, когда контраст изображения обусловлен не геометрическим профилем поверхности образца, а определенными характеристиками исследуемого материала, например, работой выхода электрона при термоэлектронной или фотоэмиссии кроме того, в качестве такой характеристики может быть использован коэффициент вторичной электронной эмиссии при бомбардировке первичными электронами. Эти характеристики существенно зависят от состава, фазового состояния, ориентации и температуры изучаемого объекта, поэтому, например, эмиссионная высокотемпературная микроскопия вследствие более высокой разрешающей способности обеспечивает получение большего объема информации по сравнению со световой тепловой микроскопией. При микроструктурном изучении процессов деформирования и разрушения принципиально новые результаты могут быть получены при использовании эффекта экзоэлектронной эмиссии, позволяющего количественно характеризовать определенное энергетическое состояние локальных участков исследуемого образца, что является весьма ценным дополнением к наблюдаемым в металлографический микроскоп качественным структурным изменениям, связанным с накоплением дефектов в поверхностных слоях материала. [c.6]

Таким образом, в результате сварочной операции металл около-шовной зоны претерпевает пластическую деформацию в широком интервале температур, причем наиболее важным является участок высокотемпературной деформации, так как именно здесь в процессе сварки происходит накопление дефектов на границах зерен. [c.99]

Все еще имеющиеся трудности в использовании собственно физических концепций и методов приводят к исследованию проблемы прочности и разрушения твердых тел феноменологическими средствами. Можно отметить три четко-сформировавшихся направления в учении о прочности и разрушении твердых тел. Первое из них —это феноменологические механические теории прочности-теории локального предельного состояния. Второе направление-теория макротрещин. Наконец, третье — это континуальные теории накопление дефектов в твердом теле в процессе его деформирования. [c.540]

В исследовании Л. М. Качанова накопление дефектов (трещин) учитывается в явной форме при помощи функции г з, однако никакой конкретизации физической природы возникновения и развития трещин не производится. [c.589]

Преследовалась другая цель — показ характерных особенностей исследований, посвященных проблеме накопления дефектов в материале. С этой же иллюстративной целью приводится и следующий раздел. [c.590]

Надежность конструкции 17—19 Наклеп 258, 270 — 273, 292, 329 Накопление дефектов 580, 589, 590, 594 Направление двойникования 251, 254 Направления главные девиатора 420 [c.825]

На основании условия (16) можно написать для случая накопления дефектов под действием циклической нагрузки с меняющейся частотой [c.34]

Обзорные работы Эшби [434—436], в которых для материалов различных классов были построены и проанализированы карты механизмов разрушения, сыграли валгную роль в обобщении многочисленных экспериментальных и теоретических исследований процесса разрушения. Однако применительно к вопросам пластичного разрушения, представляющим процесс развития и накопления дефектов в материале при деформировании, карты Эшби оказываются недостаточными для анализа и прогнозирования поведения материалов при нагружении, поскольку они не отражают динамику процесса [4371. В последующих работах Эшби [370, 393] разработана простая модель пластичного разрушения, учитывающая накопление в материале повреждаемости и тип напряженного состояния. [c.213]

Процесс пластического течения в кристалле осуществляется эстафетным механизмом в результате возникновения механического поля вихревой природы. Механическое поле в кристалле распространяется в виде волн смещений и поворотов. Поэтому в кристалле в любые, произвольно выбранные моменты времени могут существовать места разрядки, где полностью прошла релаксация напряжений от внешнего источника, и места с наиболее ярко протекающими процессами пластической деформации. Там, где сдвиг заторможен, и там, где активно реализуется деформация, возникает эффект взаимодействия зон с разным градиентом накопленных дефектов. Это приводит к возникновению мод вращения объемов материала и фрагментированию кристалла на малые объемы. Границы возникающих областей служат зонами заторможенного сдвига, где возникает наибольшая плотность дефектов. В этих областях происходит самоорганизованный процесс аккомодации энергии из условия сохранения сплошности. Эстафетное распространение деформации характеризуется тем, что любой сдвиг сопровождается эффектом поворота. [c.143]

Приведенные представления об эволюции дислокационно-дисклинационной структуры металлов отражают факт упорядоченности и самоор-ганизованности всей совокупности реализуемых ситуаций в кристалле в процессе накопления дефектов кристаллической решетки. Последовательность их возникновения направлена на поддержание устойчивости кристаллической решетки, чтобы наибольшую энергию при внешнем воз- [c.144]

Существование разориептировок объемов пластически деформируемого материала было многократно продемонстрировано путем изучения направлений перемещения и разворотов векторов, имевших первоначально фиксируемую ориентировку [66, 67]. Благодаря этому удалось разделить мезоскопический уровень протекания пластической деформации с разворотами объемов материала на мезо-1 и мезо-П с учетом интенсивности релаксации накопленных дефектов [25, 68]. Предложенная классификация процессов пластической деформации с разделением масштабных уровней и подуровней представлена в табл. 3.1. В нее введе- [c.146]

Характеристический размер масштаба протекания пластической деформации определяется (ограничен сверху) объемом, рднрродно заполненным дислокациями. При нагружении возникают мезодефекты — конфигурации неоднородных дисг локаций. В ансамбле дислокаций в силу неоднородности реализуемого процесса деформации по мере удаления от вершины усталостной трещины и вдоль фронта трещины, а также в силу различий, связанных с разными ветвями нагружения и разгрузки, возникают ротационные моды. Частичные дисклинации фрагментируют зону на ряд разориентированных областей с увеличением размера фрагмента вплоть до 2,10 м [57, 58, 65]. Этр представление о процессе накопления дефектов в пределах зоны пластической деформации подтверждается статистическим анализом размеров ячеек дислокационной структуры [78]. Результаты нализа распределения размеров ячеек дислокационной структуры по размерам после выполненных испытаний сплава Fe-Si с постоянной деформаг цией показали, что средний размер ячейки близок [c.148]

Все сказанное выше позволяет заключить, что с позиций синергетики после достижения максимального размера фрагментов около 0,2 мкм (2,10 м) далее реализуется процесс накопления разориентировки фрагментов при активном разноуровневом накоплении дефектов, наиболее активно по границам фрагментов, что приводит к нарушению принципа однозначного соответствия. Указанный размер субструктурного элемента дефектной структуры разделяет на мезоскопическом масштабном уровне стадии мезо-1 и мезо-П. Деформа- [c.149]

В белых чугунах первородный аустенит (получаемый при за--твердевании) устойчивее вторичного (получаемого при аустениза" ции). Пониженная устойчивость последнего объясняется накоплением дефектов кристаллического строения при фазовых превращениях в твердом состоянии и меньшей кониентрацией углерода. [c.33]

При микроструктурном исследовании процессов деформирования и разрушения качественно новые результаты могут быть также получены при использовании эффекта экзоэлектронной эмиссии, поскольку хорошо известно, что структурно-энергетические изменения в поверхностных слоях сопровождаются появлением электрического сигнала, который может быть усилен и зарегистрирован. Таким образом, поскольку изменение тока при экзоэмиссии отражает определенное энергетическое состояние локальных участков исследуемого образца, это может явиться весьма ценным количественным дополнением к наблюдаемым в металлографический микроскоп качественным структурным изменениям, связанным с накоплением дефектов в поверхностных слоях материала. [c.11]

Для развития материаловедения весьма важно исследование строения и механизма деформации образцов в процессе их испытания на усталость при циклическом нагружении в широком диапазоне температур. Начало этим изысканиям было положено созданием автором и А. Н. Романовым установки ИМАШ-10 [59], Б последующие годы модернизированной при участии В. А. Маричева, В. К. Кузищева и В. В. Афонской. На модернизированной установке ИМАШ-ЮМ [48, с. 33—39] могут проводиться испытания на малоцикловую усталость с частотой нагружения 1 и 3000 циклов в минуту. Установка снабжена системой автоматической регистрации электрического сопротивления изучаемого образца, что позволяет по изменению этой характеристики (являющейся структурно-чувствительной) судить о накоплении дефектов в строении образца и о его разрыхлении под действием циклического нагружения. [c.143]

В процессе трения под влиянием возникающих высоких температур и больших динамических воздействий происходит существенное изменение поверхностных слоев материалов. Это изменение обусловлено локальным нагревом в зоне трения (температурный градиент) и действием повторных деформаций (накопление дефектов в кристаллической решетке), само- и взаимодиффузионными, химическими и трибохимическими процессами, протекающими в результате взаимодействия с окружающей средой и контртелом [48]. Наличие таких изменений не противоречит усталостным представлениям о природе износа, так как аналогичные изменения (окисление, деструкция, фазовые превращения и т. д.) обнаруживаются в материале и при объемном циклическом нагружении. [c.18]

Не сразу поняты были большие возможности кинетической теории для выяснения физической природы прочности и мехаБизмов разрушения твердых тел. При кинетическом подходе к проблеме прочности разрушение рассматривается как своеобразный процесс накопления дефектов. [c.43]

Формулирование условий для проведения макроопыта, дающего в теорию накопления дефектов натурную информацию [c.595]

Как уже было показано в главе П1 и как это отмечалось и в настоящей главе, существуют два подхода к проблеме оценки прочности — расчет по допускаемым напряжениям и расчет по предельным состояниям. Материал настоящей главы непосредственно относится главным образом к первому подхс цу для второго он дает условия текучести, которые при помощи аппарата теории пластичности (см. главу X), могут позволить оценивать предельное состояние конструкции в целом. Кроме того, рассматривались элементы глобального хрупкого разрушения в результате накопления дефектов. Такая теория занимает положение, симметричное теории пластичности, но предельные состояния в локальной области, используемые в ней, это предельные состояния хрупкого разрушения материала в окрестности точки. И теория пластичности (см. главу X) и теория хрупкого глобального разрушения вследствие накопления дефектов приводят решение проблемы к краевой задаче и результат зависит от истории всего процесса нагружения. [c.603]

Избирательный перенос есть вид контактного взаимодействия при трении, характеризуемый главным образом молекулярным взаимодействием, возникает в результате протекания на поверхности химических реакций и физико-химических процессов, приводящих к образованиюЗсистем автокомпенсации износа и снижения трения. Наиболее характерной системой является система образования защитной сервовитной пленки, в которой реализуется диффузионно-вакан-сионный механизм деформации, протекающий без накопления дефектов, свойственных усталостным процессам. [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...