Пластичность разрушения

Различают пластичное (вязкое) и хрупкое разрушение металлов. Характерная особенность пластичного разрушения — большая предшествующая пластическая деформация, составляющая десятки и даже сотни процентов относительно поперечного сужения или удлинения. Высокопластичные материалы разрушаются путем среза (соскальзывания) под действием максимальных касательных напряжений (рис. 13.38, а), менее пластичные получают разрушение типа конус-чашечка (рис. 13.38, б). Излом имеет матовый оттенок и волокнистый характер. Пластичное разрушение требует затрат большого количества энергии, поэтому при эксплуатации конструкций случается сравнительно редко. [c.544]

Внешняя среда может воздействовать на механические характеристики материала необратимо или обратимо. В последнем случае механические характеристики материала полностью восстанавливаются при удалении действующего на его поверхность вещества. Коррозионное растрескивание под напрял<ением связано с необратимым воздействием химически активной среды и может вызвать переход от пластичного разрушения к хрупкому даже у материалов и сплавов с г. ц. к. решеткой, которые нельзя перевести в хрупкое состоя- ние другими способами. [c.435]

Применяемые на практике материалы условно можно разделить на две группы пластичные, разрушение которых происходит после появления значительных остаточных деформаций, и хрупкие, которые разрушаются при весьма малых остаточных деформациях. [c.38]

Влияние температуры на вязкость разрушения путем слияния пор до сих пор остается практически неизученным. Имеются многочисленные данные по изучению вязкости разрушения пластичных материалов, однако конкретных указаний о механизмах разрушения нет.. Можно полагать, что в этих случаях материалы разрушались слиянием пор, тогда влияние температуры на вязкость разрушения путем слияния пор состоит в ее повышении с понижением температуры [388]. В работе [384] указано, что для малоуглеродистой стали характерна снижение вязкости разрушения в интервале температур пластичного-разрушения, причем при повышении температуры от 120 К до комнатной вязкость разрушения снижается более чем вдвое. [c.201]

На рис. 5.13 схематически представлены температурные зависимости механических свойств (предела текучести разрушающего напряжения 5, пластических характеристик Р и б) однофазных материалов при одноосном растяжении. На этой схеме выделены температурные области хрупкого разрушения при температурах ниже Т , пластичного разрушения при температурах выше и. хрупко-пластичного перехода Т —Т. [c.205]

Частицы вносят существенный вклад в переход ОЦК-металлов из хрупкого состояния в пластичное. Влияние частиц на механизмы скола и слияния пор рассмотрено в соответствующих параграфах, где показано, что при сколе частицы фрагментируют трещину скола. При пластичном разрушении частицы в основном обусловливают зарождение пор. Они зарождаются как при разрушении самих частиц вследствие разности модулей упругости частицы и матрицы, а также при отслаивании частиц от матрицы. [c.208]

В работах [408, 430—433] изучено влияние прочности связи частиц матрицей, а также пластичности матрицы на хрупко-пластичный переход в ОЦК-металлах. Обобщенная схема хрупко-пластичного перехода материалов на основе тугоплавких ОЦК-металлов приведена в [95]. Схематично температурная зависимость механических свойств ОЦК-металлов, упрочненных частицами, на которой указаны области хрупкого и пластичного разрушения, а также хрупко-пластичного перехода, приведена на рис. 5.16. [c.208]

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]

Низкотемпературное пластичное разрушение — разрушение путем слияния пор, зародившихся в процессе пластической деформации, предшествующей разрушению. [c.212]

С целью изучения закономерностей пластичного разрушения молибдена в широком интервале температур и объяснения характерных типов изломов используем диаграмму истинная деформация — температура (ИДТ), которая сочетает диаграмму структурных состояний и температурную зависимость ряда критических деформаций, отражающих динамику возникновения и развития несплошностей в образце при растяжении. [c.213]

Достаточно наглядным подтверждением справедливости приведенных выше оценок может служить простой расчет по фрактограммам пластичного разрушения. Например, из фрактограммы образца, испытанного при 400 С (рис. 5.19, в), определялась суммарная длина [c.218]

Зона Лз — небольшие трещины возникают только возле стыков трех зерен, пластическая деформация сразу превращает их в поры. Эти поры растут в дальнейшем только в продольном направлении, образуя вдоль стыка границ трубчатые полости (рис. 5.19, к). На окончательном этапе деформации при е из трубчатых полостей формируются крупные поры, слияние которых и дает привычную картину поверхности пластичного разрушения (рис. 5.19, а). На такой поверхности (рис. 5.19, в) в каждой крупной ямке отчетливо видны уходящие в глубину трубчатые каналы. Поскольку размер ямок соответствует размеру зерна с учетом его вытяжки, можно предположить, что такие трубчатые поры образуются практически на всех стыках трех зерен. [c.222]

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Разрушение по механизму слияния микропустот предусматривает участие большей или меньшей локальной пластической деформации (рис. 5). Наличие на фрактограммах ямочного рельефа часто однозначно связывают с вязким пластичным разрушением (изломом). Однако правильнее считать ямочный рельеф проявлением определенного механизма разрушения, а не безусловным признаком пластичности. Так называемый сотовый рельеф (см. рис. 5, /с), представляющий собой равноосные, мелкие, почти плоские небольшие по протяженности ямки, следует считать признаком практически хрупкого разрушения. Тем не менее наиболее характерным механизмом образования пластичного излома является образование трещин из отдельных микропор, которые в процессе развития соединяются в единую трещину. [c.20]

Присущая изломам неоднородность при более тонком их исследовании выражается в том, что практически во всех случаях наблюдается чередование микроучастков более и менее пластичного разрушения, одновременное наличие участков полностью хрупкого разрушения. В ряде случаев могут чередоваться микроучастки внутри- и межзеренного разрушения. [c.22]

Прежде чем перейти к систематизации литературных данных по влиянию среды на ползучесть и разрушение материалов, введем в целях удобства дальнейшего изложения понятия показателя сопротивления ползучести Рс, показателя длительной прочности Рг (и показателя пластичности разрушения Ро- [c.12]

По данным табл. 2 с помощью уравнения (3) можно также сравнить поведение рассматриваемого суперсплава с размером зерна 300 мкм при разрушении на воздухе и в вакууме. При обеих температурах испытаний воздух увеличивал время до разрушения (значение р в вакууме выше, чем на воздухе). Влияние среды на пластичность при разрушении суперсплава наглядно продемонстрировано на рис. 3 и 4. Пластичность разрушения в вакууме была ниже, чем на воздухе, во всем исследованном в работе [14] диапазоне напряжений (440—800 МПа при 760 °С и 90—120 МПа при 982°С). [c.15]

К сожалению, сформировавшиеся в результате внутренних реакций частицы, повышая сопротивление ползучести и длительную прочность материала, вызывают соответствующее понижение пластичности разрушения [5]. Например, если типичная пластичность при разрушении сплава, представляющего твердый раствор N1— Сг, составляет —45% [27], то при наличии упрочняющих оксидов она снижается до 1—9% [5]. Причина такого отрицательного явления до конца не ясна, но полагают, что она связана с усилением наклепа и повышением локального трехосного сжимающего напряжения, что в свою очередь приводит к более раннему зарождению полостей или микротрещин у поверхности оксидной частицы [5, 158]. [c.33]

Что касается пластичности разрушения, то она при этом не подчиняется какой-либо определенной закономерности. Независимо от улучшения или ухудшения параметров ползучести на воздухе, наблюдалось как увеличение, так и уменьшение пластичности при разрушении. Однако, сравнивая результаты наиболее полных, исследований коррозионной ползучести, можно подметить некоторые характерные металлографические особенности преимущественных типов разрушения в различных средах. [c.41]

Окончательным процессом упрочнения роторов турбин высокого давления из Сг, Мо, V стали может быть закалка в масло или воздушное охлаждение в зависимости от принятой практики. Американский способ охлаждения на воздухе рассчитан на получение крупных зерен и высокого предела ползучести. Цель, преследуемая в английском способе, состоит в обеспечении лучшего пластичного разрушения. Такое различие может быть обусловлено тем, что американские роторы турбин высокого давления подвержены трещинообразованию в области основания турбинных лопаток, в то время как английские роторы свободны от этого недостатка. Это зависит более от разницы в конструкции или в условиях работы, чем от различия в свойствах материалов. Когда изготовление, сборка и статическая балансировка завершены, каждый ротор нагревают и вращают, чтобы не допустить коробления, которое может нарушить сбалансированность в процессе работы. [c.219]

При испытании образцов из молибдена, который обладает некоторым запасом пластичности, разрушение также начинается с образования трещин, но после некоторого времени, когда накопление микронеоднородной деформации приводит к истощению пластичности. [c.16]

Рис. 164. Диаграмма пластичного разрушения нитевидного кристалла сапфира при 1600° С

Наиболее важным моментом пластичного разрушения путем слияния пор является их зарождение. Были предложены разные механизмы зарождения пор. Петч [391] предположил, например, что поры образуются в процессе пластической деформации по границам раздела матрица — фаза из-за различий пластических и упругих свойств частицы и матрицы. Эти несилошности затем растут за счет развития [c.194]

Третий переходный интервал Т —Т ), который не наблюдается в однофазных сплавах и сплаве МТА [430], характерен тем, что пластичное разрушение путем слияния пор происходит после сравнитель- [c.210]

В области пластичного разрушения и высокой пластичности, которая отсутствует в сплаве МТАН [433], нарастает пластичность, связанная с хрупко-пластичным переходом самих частиц и обходом дислокациями частиц путем поперечного скольжения поверхность разрушения характеризуется наличием крупных ямок, свидетельствующих о быстром укрупнении пор. За областью пластичного разрушения следует область высокотемпературного межзеренного разрушения. [c.211]

Таким образом, в дисперсноупрочненных сплавах переход от хрупкого разрушения к пластичному совершается в три этапа на первом этапе скол вытесняется хрупким межзеренным разрушением на втором — механизмом слияния пор. На третьем этапе скол более не наблюдается, разрушение носит пластичный характер, по вследствие локализации пластической деформации в узком слое пластичность сплавов незначительна. Полностью пластичное разрушение в дисперсноупрочненных сплавах начинается в области температур, при которых становится возможным обход дислокациями частиц путем поперечного скольжения и появляется пластичность у самих частиц второй фазы. [c.211]

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]

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]

Весьма вероятна различная последовательность изменения в процессе развития трещины характера разрушения при мак-рохрупком и макропластичном изломе. При макрохрупком разрушении в очаге излома наблюдается наиболее значительная (для данного излома) степень пластической деформации, по мере роста трещины пластичность уменьшается. При макропластичном разрушении в очаге излома мы имеем наименее (для данного излома) пластичное разрушение, по мере распространения разрушения степень пластической деформации увеличивается. [c.9]

На увеличение пластичности разрушения по мере распространения трещины оказывает влияние масштабный фактор, однако по-разному на различные материалы. Так, увеличение диаметра образца от 5 до 40 мм в сталях 40ХНМА, 18Х2Н4ВА,. ЗОХГСНА привело к увеличению относительной доли дна чашечки в изломах разрывных образцов от 0,25 до 0,4—0,5, а в меди она оставалась практически одинаковой (0,25) [67]. Дно чашечки условно можно принимать за зону макроотрыва, хотя известно, что разрушение в этой зоне проходите участием пластической деформации, причем неодинаковой но всей площади дна [17]. [c.9]

При макропластичном разрушении, как правило, чем выше шероховатость излома, тем пластичнее разрушение и меньше его скорость. [c.16]

Положительное влияние уменьшения содержания углерода на локальную пластичность при разрушении наблюдалось в высокопрочных сталях. В стали Х15Н5Д2Т добавка молибдена приводит к внутризеренному пластичному разрушению даже при старении на максимальную прочность, в то время как без молибдена такое разрушение наблюдается лишь при увеличении температуры старения до 525°С (рис. 8). При определенных режимах термической обработки (температура закалки, скорость охлаждения, температура старения) в изломах стали Х15Н5Д2Т имеют место фасетки отрыва или квазиотрыва. От этих фасеток разрушение, как правило, развивается по механизму ямочного разрыва иногда со значительной пластической деформацией. [c.32]

Вязкость разрушения. При испытаниях вязкости разрушения основного материала и сварных соединений при комнатной температуре и 77 К наблюдалось пластичное разрушение по типу отрыва без каких-либо признаков нестабильного разрушения. При проведении на диаграмме нагрузка — раскрытие трещины линии, наклон которой на 5 % меньше, чем наклон линейной части диаграммы, признаков роста трещины не обнаружено, и истинные значения критического коэффициента интенсивности напряжений Ki определить было невозможно. Оба материала настолько вязки, что просто не хватает толщины образца для того, чтобы накопленная упругая энергия могла вызвать даже незначительное увеличение роста трещины. Проведенные ранее исследования плит сплава 5083-0 и сварных соединений, выполненных с присадкой проволоки сплава 5183, [7] показали, что при испытаниях изгибом надрезанных образцов размером 203X203 мм толщины образца недостаточно для обеспечения условий плоской деформации в материале. Было установлено, что такие условия обеспечиваются на образцах толщиной 305 и шириной 610 мм. [c.114]

Рис. 11.10. Характер разрушения круглого цилиндрического вала при чистом круче-нии а) направления главных напряжений в круглом цилиндре при чистом кручеини б), 6) части разрушенного вала в случае хрупкого состояния материала г) след плоскости среза на боковой поверхности при пластичном разрушении вала д) части разрушенного вала в случае пластичного состояния материала.

Поведение типа 1В, когда воздух оказывает упрочняющее воздействие, но пластичность разрушения в отсутствие воздуха (т. е. в другой среде) выше, отмечено при исследовании ползучести и разрушения некоторых технических сталей (ОМ45, А181304, 8-816) в азоте и вакууме ( 10 торр) [24]. Другим примером такого поведения служит нержавеющая сталь 304 в чистом кислороде [35]. Этот результат показывает, что чистый кислород не обязательно оказывает на ползучесть материала такое же влияние, как воздух [32, 33, 35, 45]. [c.16]

Напомним, что различие подтипов А и В связано исключительно с влиянием среды (по сравнению с воздухом) на пластичность разрушения. В литературе встречаются случаи, когда из приведенных данных следует, что, например, вакуум может как понижать (тип 1А), так и увеличивать (тип 1В) гг в одной и той же системе [33]. Во многих же случаях данные о просто не приводятся [46—48]. В случае явного противоречия количественного объяснения нет, хотя следует заметить, что величина Вг очень чувствительна к микроструктуре материала, собенно к присутствию случайных включений, которые в отдельных образцах могут различаться. [c.16]

Поскольку высокоэнергетические границы зерен являются местами преимущественного зародышеобразования при внутреннем окислении и образовании выделений, то можно было бы ожидать, что на границах зерен будет выделяться большая часть образующихся внутри сплава оксидов, карбидов, нитридов и т. д. Это в свою очередь должно приводить к упрочнению и повышению стойкости против проскальзывания по границам зерен [5, 18—21, 140]. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эту гипотезу [32, 33], но вместе с тем еще раз выявили, что улучшение характеристик ползучести достигается ценой пония<ения пластичности разрушения. Зернограничные выделения могут ускорять (и действительно ускоряют) образование вредных полостей на границах зерен [33, 55, 164, 165] и последуюпще зарождение трещин, что в конечном счете приводит к разрушению [140]. [c.34]

Метод испытания на сжатие — ГОСТ 4651—63 предусматривает определение предела прочности при сжатии хрупких материалов, условного предела прочности при сжатии в случае нехрупко-пластичного разрушения образца. [c.16]

Вид кривых деформации для усов различных ориентаций и при различных температурах различен. Ниже 1100—1300° С усы всех ориентаций разрушались хрупко. На рис. 163 показана диаграмма деформации нитевидного кристалла типа С (см. рис. 159) диаметром 5 мкм, испытанного при 1200° С. Диаграм-ма типична для хрупкого разрушения. Выше 1100—1300° С разрушение пластичное. На рис. 164 показана диаграмма деформации пластинки типа А (см. рис. 159) при растяжении при температуре 1600° С. Здесь видны зуб текучести и область легкого скольжения, соответствующая прохождению двух полос сдвига через кристалл. Следует отметить, что пластичное разрушение наблюдается только на усах типа Ау и Ла (см. рис. 159), так как только в них могут работать две системы скольжения сапфира — базисная и призматическая. В кристаллах С базисная плоскость перпендикулярна к оси действия нагрузки, поэто- [c.359]

Для проведенных испытаний характерен повышенный разброс величин деформаций у штуцеров при разрушении. Хотя величи 1а окружных деформаций у тонких штуцеров была примерно в два раза выше, чем у толстых, разрушение в двух случаях из трех проходило по швам с большей толщиной стенки. Характерно, что эти швы были сварены рутиловыми электродами, обладающими пониженными значениями длительно прочности п особенно пластичности. Разрушение швов сопровождается образованием много- [c.154]

Чем меньше протяженность диффузионных прослоек, тем ниже температура перехода от хрупкого излома к пластичному. Так, после отпуска сварного соединения стали 35ХНЗМ со швом типа ЭА-2 при 700° С длительностью 10 ч пластичные разрушения наблюдаются уже при температуре 200° С и выше, в то время как при более развитых прослойках после отпуска длительностью 20 ч они наступают лишь при 500° С. Если в качестве перлитной составляющей используется стабилизированная перлитная сталь, не склонная в разнородных соединениях к образованию диффузионных прослоек, например сталь 25ХЗВМФ, то пластичные разрушения сохраняются во всем интервале температур 20— 600° С. В то же время при сварке этой стали электродами типа ЭА-1 и в этих сварных соединениях при комнатной и особенно низких температурах могут возникать хрупкие разрушения, но уже за счет появления в зоне сплавления кристаллизационных прослоек, имеющих мартенситную структуру. [c.255]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...