Скольжение планарное

Альтернативное объяснение состоит в том, что молибден при малых концентрациях облегчает планарное скольжение, образуя [c.72]

Следует отметить также, что сплавы, упрочненные выделениями, относятся к числу типичных структур, в которых происходит разрезание выделений дислокациями. Это явление хорошо изучено [123, 126, 285]. Как и в случае сплавов на основе Ре, содержащих у -выделения, возникающее планарное скольжение вполне может коррелировать с плохой стойкостью к водородному охрупчиванию [124, 125]. Степень несоответствия решеток матрицы и у -фазы в рассматриваемых сплавах бывает различной [274, 276, 285], а несоответствие матрицы и у" может быть большим [277, 290]. Таким образом, в никелевых сплавах с достаточно большим несоответствием решеток матрицы и выделений может существовать зависимость типа показанной на рис. 22 [126], при условии отсутствия нежелательных зернограничных слоев т] или Ь. продолжение работ, основанных на таких представлениях, может дать ценные результаты. [c.117]

Один из возможных путей учета совместного влияния различных электрохимических факторов состоит в определении скорости репассивации сплавов данной системы в рассматриваемой среде. Выход ступеньки скольжения у вершины трещины может привести к повреждению пассивной пленки и последующему локальному растворению, или питтингу, а также к ускорению коррозионных реакций, в ходе которых выделяется водород. Скорость репассивации, таким образом, является мерой интенсивности таких процессов. Отметим, что планарное скольжение сопровождается образованием более крупных и более многочисленных ступенек скольжения, оказывая таким образом влияние на КР. Как было показано [99], скорость репассивации во многих случаях хорошо коррелирует с параметрами КР. По такой корреляции, следовательно, можно судить о взаимодействии и суммарном влиянии различных электрохимических факторов, хотя сама по себе она не позволяет определить механизм растрескивания. [c.123]

Влияние характера скольжения в этом случае состоит в том, что планарное скольжение усиливает дислокационный транспорт [c.139]

Условие сохранения сплошности деформируемого твердого тела определяет мультиплетное скольжение в кристалле, в результате чего в нем возникают зоны торможения сдвигов. В итоге при деформации даже монокристалл разбивается на области, ограниченные зонами торможения сдвигов. Последние концентрируют большие напряжения и становятся областями сильно возбужденных состояний, испускающими дефекты. Это проявляется как процесс поперечного скольжения в головах скоплений дислокаций. Таким образом, мультиплетность кристаллографического скольжения обусловливает поведение кристалла как структурно неоднородной среды. Деформируемый кристалл разбивается на области, границы которых являются зонами заторможенных сдвигов, характеризуемых плотностью планарных дефектов, и содержат мощные концентраторы напряжений. Эти области должны аккомодировать протекающие по их границам сдвиги с учетом условия сохранения сплошности. Подобная среда характеризуется спектром возбуждений кристаллической решетки и может быть описана полем локальных реперов. Изменение этого поля во времени порождает возникновение в деформируемом кристалле механического поля [5]. [c.9]

Мы полагаем, что наиболее поразительной закономерностью поведения различных систем сплавов является общность эффектов, связанных с характером скольжения. Планарное скольжение может вызываться рядом факторов, включая уменьшение энергии дефектов упаковки, понижение температуры, ближний и дальний порядок, образование кластеров и разрезание выделений дислокациями. Все эти факторы отмечались в разных местах данной главы и в предшествующих обзорах. Хотя корреляция планарного скольжения с КР и водородным охрупчиванием наиболее полно и подробно исследована для аустенитных нержавеющих сталей, она применима и в случае других аустенитных сплавов, алюминиевых сплавов, титановых а- и р-сплавов, а возможно, и в никелевых сплавах. Очевидным исключением служит семейство ферритных и мартенситных сталей, однако в этом случае число работ, в которых исследован характер скольжения, относительно невелико. Ниже обсудим возможность того, что в подобных сплавах тип скольжения не имеет большого значения, но предстоящие исследования этих материалов все же должны включать определение типа скольжения, например, с помощью сравнительно простой методики линии скольжения [201]. Это позволит установить, распространяется ли отмеченная корреляция на о. ц. к. стали. Часто высказываемое мнение о том, что в железе (и, как следствие, в стали) скольжение всегда носит сильно непланарный характер,— ошибочно. Например, понижение температуры делает скольжение в чистом железе заметно более планарным и [c.120]

Имеются также доказательства того, что планарность скольжения не является достаточным условием для восприимчивости к КР [66, 70]. Все же отмеченное выше сходство, во-первых, позволяет предположить, что процесс КР в рассматриваемых сталях содержит вклад водородного охрупчивания так же, как и вклад анодного растворения, и, во-вторых, показывает, что как при КР, так и при водородном охрупчивании металлургические факторы играют важную роль. Дальнейшее рассмотрение этого вопроса мы отложим до общего обсуждения. [c.70]

К другим элементам, обычно входящим в состав аустенитных нержавеющих сталей, относятся Мп (1—2 %), С (0,03—0,25%), N (0,02—0,30%) и 51 (1—3%), Р (часто присутствует как загрязняющая примесь). Влияние марганца на стойкость аустенитных сталей против КР может быть различным. Наименее сомнительные эксперименты [66] не показали никакого эффекта. [81], но за пределами обычного диапазона 1—2% наблюдались случаи как положительного, так и отрицательного влияния марганца [66, 68, 69, 82]. Есть данные о том, что при испытаниях во влажных условиях концентрации марганца >3% снижают стойкость против КР [83]. Эксперименты в газообразном водороде при еще более высоком содержании марганца в стали показали явный отрицательный эффект [39, 84]. Добавки марганца, часто предназначенные для замещения никеля, вводятся с целью повышения растворимости азота и, следовательно, потенциальной упрочняемости сплава. Поэтому наблюдаемые эффекты могут быть отчасти связаны с усилением планарности скольжения, вызываемым азотом, как будет показано ниже. Кроме того, марганец повышает ЭДУ в меньшей степени, чем никель. Очевидно, необходимы дополнительные исследования влияния марганца на стойкость аустенитных сталей против как КР, так и водородного охрупчивания. [c.70]

Однако это влияние осуществляется не посредством изменения значения ЭДУ, а связано, по-видимому, с образованием кластеров атомов азота. Планарное скольжение обусловлено дислокационным вырезанием кластеров [68(, 78], что облегчает последующее скольжение плоскости и ингибирует поперечное скольжение. Такая интерпретация согласуется с упомянутым выще эффектом старения [88], так как при старении могут образовываться кластеры. Согласуется она также с данными об уменьшении влияния азота в сплавах, где очень легко происходит поперечное скольжение [80], и об увеличении потерь пластичности (уменьшение относительного сужения) при возрастании планарности скольжения (см. рис. 14). [c.71]

Фосфор, по имеющимся данным [66, 69, 78, 82, 87], оказывает на стойкость против КР примерно такое же влияние, как азот (оба элементы V группы). В частности, фосфор увеличивает планарность скольжения, не изменяя значения ЭДУ [78]. Синергизм фосфора и азота проявляется, по-видимому, и в том, что влияние фосфора на стойкость против КР в хлоридной среде становилось [c.71]

Указывалось [100], что эта приближенная корреляция обусловлена, очевидно, другой корреляцией — между стабильностью аустенита и ЭДУ. Последняя в свою очередь связана с участием дефектов упаковки (являющихся посредниками при формировании а -фазы [103]) в образовании е-мартенсита [102]. Следует учесть, однако, что водород не способствует образованию мартенсита [104] и что согласно рассмотренным выше данным чувствительность к КР и водородному охрупчиванию имеет тенденцию к более общей корреляции с планарностью скольжения, а не только с ЭДУ. Важным примером служит поведение азота, который усиливает восприимчивость к растрескиванию, не изменяя величины ЭДУ. Таким образом, образование мартенсита не является ни необходимым, ни достаточным условием для КР или водород- [c.75]

Еще одним способом изменения микроструктуры является деформация (независимо от образования мартенсита). Холодная деформация до 10% имеет тенденцию ускорять КР [66], тогда как при более сильной деформации КР уменьшается. Такая же картина— сначала понижение стойкости с ростом деформации, а затем повышение — наблюдается и при водородном охрупчивании [72, 84]. Более ярко выраженные изменения возникают при деформации с нагревом, допускающим частичное восстановление (возврат) деформированной структуры. На рис. 19 показан эффект одной из подобных обработок путем высокоэнергетической штамповки. Причина повышения стойкости к водородному охрупчиванию связана, по-видимому, с формированием дислокационной структуры, характерной для облегченного поперечного скольжения при температуре обработки, тогда как при комнатной температуре сплав может деформироваться путем планарного скольжения [84, 101]. Как видно из рис. 19, термомеханическая обработка в большей степени повышает стойкость стали 304Е, чем сплава 21 Сг— [c.76]

Прежде чем завершить обсуждение составов алюминиевых сплавов, отметим, что максимальная прочность сплавов серий 2000 и 7000 достигается при такой структуре выделений, когда они с большей вероятностью срезаются, чем огибаются дислокациями при деформации [123, 126]. То же относится, по-видимому, и к сплавам серии 6000 [137]. Из этого следует, что в состоянии максимальной прочности сдвиг будет более планарным, а по мере перестаривания сплава и возрастания степени некогерентности выделений сдвиг будет становиться волнообразным [123, 126]. Поскольку чувствительность к КР особенно велика также в состоянии наибольшей прочности и резко падает по мере перестаривания, то налицо корреляция между планарностью скольжения и склонностью к КР в алюминиевых сплавах, упрочняемых выделениями. Этот вывод, но с большими ограничениями справедлив и в случае сплавов серии 5000, поскольку магний имеет тенденцию затруднять поперечное скольжение [152]. [c.88]

Применение деформации в нагретом состоянии позволяет избежать той степени планарности скольжения, которая характерна для деформации при комнатной температуре. Деформированная структура при этом сравнительно однородна, и отжиг, возвращающий в состояние меньшей прочности (например, в состояние, эквивалентное Тб, при котором начинался процесс), сопровождается одновременным перестариванием выделений. Весь процесс схематично изображен на рис. 26. Объяснение повышения прочности по сравнению с обычным состоянием Т73 образованием дислокационной субструктуры и вывод о перестарива-нии выделений подтверждаются электронно-микроскопическими данными [160], Таким образом, очевидно, что ТМО заслуживает тщательного исследования как один из методов модификации микроструктуры для получения прочных, пластичных и стойких к КР алюминиевых сплавов [160—162]. [c.92]

С помощью специальной термообработки можно сделать так, что дислокации будут огибать частицы аг. При этом восстанавливается однородность скольжения [200], но сохраняется его планарный характер. Можно было бы ожидать, что переста-ривание аг оказывает такое же влияние на поведение дислокаций. Действительно, в работе [202] сообщалось о повышении стойкости к КР при перестаривании, однако последующие исследования не подтвердили эти наблюдения [192]. Таким образом, сохранение планарности скольжения (даже ири огибании дислокациями частиц ог) означает и сохранение восприимчивости к КР. Этот вывод подтверждается поведением высокоалюминиевых титановых сплавов, которые остаются склонными к КР после закалки, подавляющей образование аг, но не влияющей на характер скольжения [191]. При гетерогенном образовании аг, например в бинарных сплавах Т1—5п (в частности, в Т з5п), восприимчивость к КР повышается в меньшей степени [203], но силавы, содержащие А1-Ь5п, в которых происходит гомогенное образование Лз (А1, 5п) [190], обладают плохой стойкостью к КР [188]. Термообработка некоторых других а-изоморфных сплавов, например, содержащих индий, может, по-видимому, подавлять образование 02 и повышать стойкость к КР [192]. [c.98]

Увеличение содержания молибдена в рассматриваемых сплавах выше 10%, как правило, ускоряет разрушение при КР [186, 211, 212] и вместе с тем усиливает планарность скольжения в Р-матрице [216]. Такое же влияние оказывает ванадий [216], поэтому склонный к КР сплав Ti—13 V—11 Сг—3 А1 деформируется путем планарного скольжения [212]. Этот и другие примеры [186] показывают, что в метастабильных р-сплавах, как и в а-сплавах, существует общая корреляция между планарностью скольжения и склонностью к КР. [c.103]

Сплавы N1—Сг обладают высокой стойкостью к окислению и общей коррозии, особенно при содержании Сг менее 20%. В то же время в присутствии водорода характер разрушения бинарного сплава N1—20% Сг изменяется от вязкого к межкристаллитному и наблюдается существенная потеря пластичности [109, 259, 260]. Энергия дефектов упаковки (ЭДУ) в этом сплаве значительно меньше чем в N1 [259, 261], что свидетельствует, возможно, о более планарном скольжении. К числу промышленных сплавов, близких к N1—20% Сг, относятся Инконель 625 и Инконель 600 (последний имеет более высокую ЭДУ, что объясняется пониженным содержанием Сг и присутствием значительного количества Ре). Оба сплава обладают высокой стойкостью к КР в хлоридных растворах при температурах ниже 375 К [262], но при более высоких температурах растрескивание все же происходит [241, 262— 264]. Сплав Инконель 600, кроме того, сравнительно восприимчив к растрескиванию во фторидных средах [241], а также в политионовой кислоте (НгЗжОб, где х=3, 4 или 5) и других сульфид-со-держащих средах [241, 262]. Однако следует отметить, что в одном из обзоров [241] разрушение этого сплава в политионовой кислоте было классифицировано как стимулированная напряжением межкристаллитная коррозия , а не как обычное коррозионное растрескивание. [c.111]

Возможные причины корреляции планарности скольжения и склонности сплавов к КР и водородному охрупчиванию будут рассмотрены в следующем разделе, однако, каким бы ни было объ яснение, ее существование выражает определенный фундаментальный аспект взаимодействия материалов со средой. Любая модель — индуцированного водородом охрупчивания или КР, которая не может объяснить важность планарного скольжения как главного элемента поведения, является весьма неполной. В то же время, следует учитывать, что планарность скольжения не является достаточным условием разрущения под воздействием среды, особенно при КР [66, 80, 94, 99]. Необходимо четко выделять и принимать во внимание и другие металлургические, а также электрохимические факторы. [c.121]

Одним из наиболее интересных и всепроникающих факторов является тип скольжения, к которому давно проявляют интерес исследователи КР. В последнее время он начал привлекать внимание и в связи с водородными процессами. Тип скольжения, как обобщенное понятие, впервые был предлонген [305] для описания внешнего вида поверхностных линий скольжения. Он может быть либо планарным (т. е. довольно прямым и параллельным), либо волнистым (искривленным и разветвляющимся). Эти внешние особенности линий скольжения в общем случае хорошо коррелируют со структурой полос дислокационного соскальзывания, наблюдаемой в тонкопленочной электронной микроскопии, и поэтому тип скольжения, даже будучи несколько описательным понятием, все же получил широкое признание. Эта терминология, однако, не лишена некоторой неоднозначности, так как скольжение как планарное, так и волнистое может, кроме того, быть либо тонким (образуются многочисленные ступеньки соскальзывания малой высоты), либо грубым (большие, но редкие ступеньки) [201]. [c.126]

Пример такого рода неоднозначности можно найти в обзоре Блэкберна и др. [186], где в качестве исключения из правила, согласно которому сплавы с планарным характером скольжения склонны к КР, приводится сплав Т1—8Мо—8У—ЗА1—2Ре, стойкий к КР в закаленном состоянии. Однако при этом имеется в виду тип скольжения, аналогичный изображенному на рис. 48, [c.126]

Планарность скольжения может быть усилена за счет любого фактора, затрудняющего поперечное дислокационное соскальзывание, или удерживающего скольжение в тех плоскостях, где оно зародилось. Это означает, что характер скольжения могу г определять не только связанная с составом величина энергии дефектов упаковки, или же такие микроструктурные факторы, как упорядочение, образование кластеров и выделение когерентных частиц, роль которых уже была показана выше. Многие другие (хотя, конечно же, не все) металлургические факторы, рассмотренные в данной главе, тоже могут быть отнесены к числу влияющих на тип скольжения. Следует также отметить, что некоторые случаи, которые могут показаться исключением, в действительности лишь подтверждают общую картину. Например, измельчение зерна может, по крайней мере отчасти, влиять на скольжение материала, так как при этом большая часть объема образца должна быть деформирована путем многократного соскальзывания при малых деформациях [304], а как мы покажем, малость деформации во многих случаях имеет критическое значение. [c.127]

В заключение вновь обратимся к фактору скольжения, который уже был довольно подробно рассмотрен выще. Мы установили, что планарность скольжения может отражаться на электрохимических процессах в верщинах трещин и на гладкой поверхности в результате заострения ступенек скольжения. Кроме того, планарный характер скольжения повыщает эффективность дислокационного транспорта водорода [314] и его накопления на частицах выделений и включений [74, 100, 314], а также ускоряет доставку водорода к границам зерен. Следовательно, от типа скольжения зависят обе возможные составляющие КР — анодное растворение и водородное охрупчивание. В то же время планарность скольжения нельзя считать достаточным условием, определяющим склонность к индуцированному средой охрупчиванию, поскольку некоторые материалы с таким характером скольжения довольно стойки к КР [80, 94, 99] (однако это не означает, что КР не может быть вызвано изменением состава среды как было показано на сплавах Инконель [241, 264], для начала растрескивания достаточно обеспечить нужную концентрацию критических корро- [c.138]

Н] [314] и удерживает дислокации от поперечного соскальзывания вокруг малых частиц и от выхода. Что касается пределов, в которых характер скольжения зависит от величины энергии дефектов упаковки (ЭДУ) то на рис. 12 показана область составов нержавеющих сталей, при которых ЭДУ велика и, следовательно, склонность к водородному охрупчиванию должна быть мала. Например, сталь 310 (см. табл. 3) имеет высокую ЭДУ и, как правило, испытывает низкие (или нулевые) потери пластичности при экспозиции в водороде [278]. Однако при повышенном содержании водорода [337] или при испытаниях в условиях низких температур [84, 337], то есть при усилении планарности скольжения, для стали 310 также наблюдается увеличение потерь пластичности. Этот пример еще раз подтверждает, что ЭДУ является лишь одной из переменных, влияющих на планарность скольжения. Однако если рассматривать именно ее влияние, то из рис. 14 п 16 видно, что заметные потери пластичности возникают при уменьшении ЭДУ примерно до 40 мДж/м , как в нержавеющей стали 309 5 [74]. Рассматриваемая корреляция согласуется и с тем, что при низких уровнях ЭДУ в испытаниях на КР наблюдается, в основном, транскристаллитное растрескивание [78]. [c.140]

Мы отмечали важность планарности скольжения в сплавах на основе Ре и N1, связанной с разрезанием выделений. Большое значение имели бы дальнейшие исследования зависимости такой планарности от металлургических факторов и предшествующей термообработки материала. Интересно было бы исследовать и влияние тех же факторов на потери когерентности выделений, что помогло бы лучше понять природу корреляции, представленной на рис. 54, и природу интеркристаллитного разрушения рассматриваемых материалов (при условии, что это разрушение связано с дислокационным транспортом водорода к границам зерен [259]). Заслуживает более тщательного изучения и отрицательное влияние ц- и б-фаз в таких сплавах на стойкость к индуцированному внешней средой охрупчиванию. Необходимо выяснить, обусловлен ли этот эффект присутствием ингибиторов рекомбинации водорода на межфазных границах, или же водород вызывает охрупчивание самих фаз. [c.141]

Мы полагаем, что в действительности важны обе эти возможности [68]. Значение характера скольжения обусловлено наличием переноса водорода по дислокациям. Если дислокационный перенос сопровождается разрезанием упрочняющих выделений, то скольжение является сильно планарным и на границах может накопиться значительное количество водорода. Последую-игее влияние этого водорода будет зависеть от характера выделений на границах, поскольку эти выделения будут служить центрами накопления водорода и, следовательно, зародышами разрушения [173. 328, 353]. Таким образом, мы считаем, что конкуренция двух процессов, обусловленных характером внутренности зерна и зернограничными выделениями соответственно, просто отражает две стороны одного и того же явления, при условии, что в нем действительно принимает участие водород. Следовательно, мы, присоединяемся к тем исследователям, которые в большинстве случаев (по крайней мере отчасти) связывают поведение алюминия при КР с водородом [169—173, 179, 183, 328, 329, 354—358]. [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...