Разрушение при ползучести

Для того, чтобы перейти к анализу разрушения при ползучести, необходимо рассмотреть механизм стадии повреждаемости при длительной высокотемпературной деформации. Как известно, повреждаемость при ползучести связана с порообразованием на фаницах зерен, инициируемом коллективными дислокационными процессами. Они так или иначе зависят от термически-активируемых процессов скольжения и переползания дислокаций с развитием диффузии по дислокационным трубкам или объемной диффузии. Экспериментальные данные, накопленные к настоящему времени, позволяют составить иерархическую последовательность (рисунок 4.34) включения механизмов пластической деформации в зависимости от параметра ре, характеризующего эффективную энергию активации в терминах К. [c.316]

Деформация и разрушение при ползучести. При достаточно высоких температурах в поликристаллическом металле границы зерен становятся более слабыми, чем сами зерна, и значительная часть деформации ползучести происходит за счет скольжения зерен относительно друг друга. Это скольжение носит характер вязкого течения, оно затруднено кинематически, так как зерна имеют неправильную форму и каждое зерно встречает сопротивление со стороны соседних. Скольжение становится возможным за счет пластической деформации зерен и сопровождается появлением меж-зеренных трещин, приводящих к разрущению. [c.320]

В качестве примера на рис. 5.17 приведена карта механизмов разрушения для молибдена [435]. Отметим, что при разрушении ОЦК-ме-таллов в интервале от абсолютного нуля до температуры плавления Эшби различает семь механизмов разрушения скол, межзеренное разрушение, низкотемпературное пластичное разрушение, внутри-зеренное разрушение при ползучести, межзеренное разрушение при ползучести, разрыв и динамическое разрушение. В разрушении сколом Эшби выделяет три вида скол 1 — разрушение сколом, когда не наблюдается общая пластичность, хотя микропластичность в вершине трещины может быть, скол 1 — это скол от существующих дефектов [c.211]

Прочность композитов, определяемая формой и размерами их поверхностей прочности, в общем случае зависит от напряженного состояния, времени (разрушение при ползучести), истории изменения напряжений (усталостное разрушение), условий эксплуатации, объемного содержания волокон, условий изготовления и многих других факторов. В настоящей работе основным фактором считается вид напряженного состояния. [c.460]

Рассмотрим основные закономерности развития разрушения при ползучести. В условиях эксплуатации, особенно при отклонениях от расчетных режимов работы или в зонах концентраторов напряжений, возможно преждевременное разрушение при воздействии высоких температур или высокого уровня напряжений. В этих случаях действенным методом диагностики причин повреждений является фрактографический и металлографический анализ разрушенной детали. [c.12]

Вязкое разрушение при ползучести по структурным признакам аналогично вязкому разрушению пластичных материалов при непрерывно возрастающих нагрузках (кратковременные испытания). Так же как и при непрерывно возрастающей нагрузке, вязкому разрушению при ползучести всегда предшествует большая макроскопическая пластическая деформация с образованием шейки на образце или выпучивания на трубе. [c.13]

Вязкое разрушение при ползучести происходит при высоких уровнях нагрузок. Снижение нагрузок приводит к развитию меж-зеренного разрушения. В зависимости от уровня температур и напряжений разрушение происходит преимущественно по одному из двух типов —образование клиновидных трещин или образование пор. [c.13]

В области повышенных температур и пониженных напряжений разрушение при ползучести реализуется путем зарождения и роста пор. Для деталей теплоэнергооборудования этот вид разрушения представляет наибольший интерес. Рассмотрим особенности зарождения и роста пор в металле паропроводов и пароперегревателей из перлитных марок сталей в процессе эксплуатации. Микропоры обнаруживаются на второй стадии ползучести. Результаты исследований [9,10] показывают, что микропоры зарождаются на границах зерен, на субграницах и у карбидных частиц. Большую роль в зарождении пор играют карбидные частицы размером 0,2 мкм и выше. Около 45% обнаруженных пор зарождаются у карбидных частиц. Поры расположены весьма неравномерно, в отдельных объемах в приграничных зонах появляются скопления пор. [c.14]

Во-первых, эта операция приводит к снижению пластичности при длительном разрыве и оказывает влияние на сопротивление разрушению при ползучести. Снижение деформационной способности в результате наклепа способствует повышению вероятности преждевременных (по сравнению с расчетным сроком) разрушений металла при возникновении колебаний температурно-силовых режимов в условиях длительной эксплуатации. [c.24]

Оба эти фактора влияют на энергию активации разрушения при ползучести, что можно отразить в уравнении (3.28) введением двух членов типа Д(7р где Д(/, отражает эффект суммы атомных процентов алюминия и титана в /-фазе, Д(/2— количество у -фазы [c.123]

Выше отмечалось, что для перлитных и аустенитных сталей в критерии прочности типа (4.13) у4о=0,5, а для никелевых сплавов /4=0,9. Это говорит о том, что в обследованных партиях металла сталей эффект влияния внутренних напряжений и локальных пластических деформаций в микрообъемах металла в равной степени отражается на влиянии на разрушение при ползучести 71 и (Т,. Никелевые сплавы представляют более сложный объект. Например, в [75] показано, что легирующие элементы (алюминий и титан) влияют на степень концентрации напряжений на границе раздела фаз из-за различия параметров решетки твердого раствора и вторичной фазы. [c.156]

ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ [c.157]

При уменьшении скорости деформирования в материалах наблюдается общая тенденция к межзеренному разрушению, поэтому общим для разрушения при комнатной температуре (замедленное), в коррозионной среде (коррозия под напряжением) и при повышенной температуре (разрушение при ползучести) является преимущественно межзеренный излом. В двух последних случаях межзеренный характер разрушения облегчается существенной порчей границ зерен, происходящей в материале при высоких температурах и действии коррозионно-активных сред. Влияние скорости нагружения на характер разрушения можно проиллюстрировать табл. 3. [c.21]

Разрушением при ползучести называют разрушение, наступающее в материале от длительного действия статической нагрузки в условиях повышенных температур [15, 75, 85, 96, 100]. [c.82]

Так, испытания на ползучесть (рис. 1.2.1, а) дают оценку предельного состояния по критерию длительного статического разрушения. При этом, как и в ряде работ [29, 267, 285] по длительной прочности, предполагалось, что критерием разрушения является достижение предельной деформации, соответствующей разрушению при ползучести. [c.22]

Рис. 8.37. Кривая параметров разрушения при ползучести а) вид кривой для большинства металлов б) вид кривой для Мо.

Обобщенная схема разрушения при ползучести. Л. М. Качанов 1) поставил перед собою цель найти продолжительность жизни тела (вообще говоря, произвольной формы), работающего в условиях ползучести, независимо от того, имеет ли разрушение вязкий или хрупкий характер ). [c.584]

Рис, 8.89. Кривая параметров разрушения при ползучести к теории Л. М. Качанова. [c.588]

В заключение предыдущего и настоящего разделов подчеркнем еще раз, что обсуждение приведенных работ не преследовало цель детального и исчерпывающего показа состояния вопроса о длительном разрушении при ползучести. Интересующимся этой проблемой можем рекомендовать монографию Ю. Н. Работнова ). [c.589]

Если в процессе высокотемпературной ползучести, протекающей при определенном растягивающем напряжении а, меньшем предела текучести при растяжении, осуществляется кратковременная перегрузка сжимающей силой так, чтобы напряжение сжатия превысило соответствующий предел текучести при сжатии, а дальше напряжение возвращается к прежней величине ст, то возникшая в момент перегрузки мгновенно-пластическая деформация сжатия влияет на дальнейшее развитие деформаций ползучести. На протяжении некоторого отрезка времени после возвращения напряжения к прежней величине а скорость вязкопластического деформирования оказывается выше соответствующей скорости до перегрузки, которая создает таким образом раз-упрочняющий эффект (рис. 1.21). Вместе с тем, аналогичная перегрузка растягивающей силой вызывает эффект незначительного временного упрочнения. На этом примере видно, что механизмы мгновенно-пластического и вязкопластического деформирования могут определенным образом взаимодействовать друг с другом. Мгновенно-пластические деформации должны отражаться также и на сопротивлении длительному разрушению при ползучести, хотя экспериментально этот вопрос пока еще почти не изучен. [c.30]

Увеличение времени до разрушения при ползучести в гелии при постоянном напряжении, % [c.158]

В качестве математической модели процесса для всех рассматриваемых четырех вариантов нагружения (рис. 31 и табл. 9) была принята функциональная связь между параметром, характеризующим результаты эксперимента (число термоциклов до разрушения, время до разрушения при ползучести), и независимыми варьируемыми параметрами (величина напряжения ползучести или деформация термоцикла, относительная продолжительность ползучести, относительное число термических циклов). Исследование полученной модели процесса с помощью регрессионного анализа позволило проверить адекватность и значимость коэффициентов уравнения регрессии. [c.91]

Сопоставляя с этими данными результаты исследования разрушений при ползучести и термоусталости, а также характер изменения длительной пластичности в зависимости от предварительного термоциклирования, можно сделать заключение, что в процессе зернограничного деформирования при комбинированных режимах нагружения большее значение имеет ползучесть, т. е. длительность пребывания металла под нагрузкой при максимальной температуре. В свою очередь, термоциклическое деформирование приводит к ускоренному исчерпанию резервов пластичности материала, предопределяющее в итоге преждевременное хрупкое разрушение. [c.123]

Время до разрушения при ползучести выражается зависимостью [c.172]

Деформация и разрушение при ползучести. Такой ме- аи1изм разрушения реализуется при повышенных температу-[)а. жсплуатации аппарата. [c.115]

ВИСИТ ОТ f И эта зависимость довольно сильная. Вопросы разрушения при ползучести будут рассмотрены детально в гл. 19, пока что мы ограничимся сообщенными краткими сведениями. Кривая 3 представляет собою кривую зависимости длител1>ной прочности от температуры при фиксированном t. [c.616]

Разрушение по границам элементов структуры — межзеренное или межъячеистое разрушение, при котором трещина идет по границам зерен или дислокационных ячеек. Различают хрупкое межзеренное разрушение, которому предшествует пластическая деформация-внутренних объемов зерен и пластичное межзеренное разрушение. Указанные типы межзеренного разрушения обычно относят к низкотемпературным типам разрушения. Кроме того, существуют высокотемпературное межзеренное разрушение и межзеренное разрушение при ползучести. Эти механизмы обусловлены высокотемпературным-проскальзыванием по границам зерен и диффузионным зарождением пор на границах. Они подробно изложены в обзорах Эшби с сотрудниками [404]. [c.201]

Границы между отдельными областями механизмов разрушения определялись, в основном, по результатам фрактографиче-ских наблюдений, например границы между сколом и пластичным разрушением. Положение других границ уточнялось с помощью дополнительной информации, например, о скольжении. Верхняя граница скола, обусловленного скольжением (скола 2), соответствует началу общей текучести при испытании на микротвердость, растяжение или сжатие при гидростатическом давлении. В других случаях использованы результаты изучения монокристаллов, например напряжения течения по трудным системам скольжения. Граница между сколом 1 (скол от дефектов) и сколом 2 определяется либо по напряжению течения по легкой системе скольжения (исправленному на соответствующий фактор Тейлора при испытаниях поликристаллов), либо по напряжению, необходимому для распространения трещины длиной, равной размеру зерна. Граница между сколом 1 и межзеренным разрушением при ползучести является линией, при которой скорость ползучести превышает с [c.212]

СКОЛ /, ялн хрупкое межзеренное разрушение и 2 — скол 2, или хрупкое межзеренное разрушение 2 3 — скол J, или хрупкое межзеренное разрушение 3 4 — динамическое разрушение 5 — пластичное 6 — внут-рнзеренное 7 — межзеренное разрушение при ползучести 8 — разрыв. [c.212]

Большинство композитов, описанных в настоящей главе, есть непрерывные однонаправленные волокнистые композиты (НОВК), имеющие большую объемную долю волокон. В результате продольная прочность в основном определяется прочностью самих волокон. Таким образом, если волокна обладают свойством ползучести, то им обладают и композиты на их основе. В небольшом числе работ по композитам, армированным вольфрамом и бериллием, обнаружено разрушение при ползучести. С другой стороны, разрушение под нагружением может появиться как результат комбинации двух факторов статистической прочности хрупких волокон и временных свойств вязкоупругой матрицы. Такая комбинация создает вероятность непрерывного изменения напряженного состояния внутри композита, даже при испытании на разрушение. Эти изменения также приводят к явлению запаздывания разрушения. Поэтому очень важно рассмотреть как матрицу, так и волокно при изучении длительной прочности композита, причем нужно иметь в виду, что матрицы оказывают очень незначительное влияние на кратковременную продольную прочность композитов, но играют очень важную роль в его длительной прочности. Часть работ посвящена исследованию эффектов скорости деформации на прочность НОВК оказалось, что только армированные стеклом композиты, по-видимому, чувствительны к изменениям скорости. [c.269]

В работе [51] исследована длительная прочность некоторых композиций сплавов на основе никеля при 1093 и 1204 °С. Типичные кривые длительной прочности при растяжении в атмосфере гелия представлены на рис. 15. В работе [44] исследовано разрушение при ползучести других сплавов на основе никеля (Нимокаст 713С) при 1000 и 1100 °С, результаты также приведены на рис. 15. [c.284]

На рис. 1.3 представлена карта типов разрушения при ползучести. Карта построена по результатам металлографического анализа разрушенных образцов стали 12X1МФ. Нижняя область относится к области чистого порообразования. Сплошными линиями ограничена переходная область между чистым порообразованием и областью, где разрушение идет путем образования клиновидных трещин и вязкого разрушения. Переход из одной области в другую идет постепенно, с широкой промежуточной областью, где наблюдаются все виды разрушения. Скачкообразной смены типов разрушения не происходит. Температурносиловые координаты нижней границы перехода от смешанного разрушения к области чистого порообразования удовлетвори- [c.10]

Таким образом, разрушение при ползучести является структурно-чувствительным процессом. Формирование в стали оптимальных структур должно основываться на двух принципах — обеспечении максимальной длительной прочности и обеспечении высокой эксплуатационной надежности. Максимальная длительная прочность стали 12Х1МФ достигается при формировании структуры сорбита отпуска, полученном при высоком отпуске бейнита [12]. [c.18]

Таким образом, при эксплуатации пароперегревателей из аустенитной стали в металле протекают два взаимно ускоряюших процесса процесс ползучести, который увеличивает плотность вакансий в металле и соответственно ускоряет процесс диффузии водорода, и процесс образования водородных пор, которые сами по себе являются концентраторами напряжений и ускоряют разрушение при ползучести. [c.63]

Работоспособность жаропрочных материалов в значительной степени зависит от сопротивления деформированию и разрушению при ползучести, а также от деформационной способности при ддитедьном разрыве. От характеристик пластичности зависит способность материала выравнивать напряжения в зоне их концентрации, ослаблять влияние кратковременных перегрузок, и, наконец, исчерпание деформационной способности приводит к преждевременным разрушениям. [c.67]

Высокая релаксационная стойкость никелевых сплавов при 650—750 °С [136] способствует длительному сохранению концентрации внутренних напряжений. В результате усиливается процесс зарождения роста микроповреждений, что в итоге понижает сопротивление макроразрушению и уменьшению доли вклада главного нормального напряжения (механизме разрушения при ползучести подтверждается особенностью разрыва трубчатых образцов никелевых сплавов под действием внутреннего давления. [c.156]

Существует два различных механизма межзеренного разрушения при ползучести 1) при действии высоких температур характерным является разрушение путем образования и роста пор в приграничных зонах [58] 2) при относительно невысоких температурах, когда существенную роль в качестве концентраторов напряжений играют стыки зерен, разрушение проходит путем проскальзывания по границам зерен. При электронно-фракто-графическом исследовании в первом случае на поверхности излома наблюдается мелкоямочный рельеф, во втором — следы сдвиговой деформации. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...