Упрочнение выделениями

Применительно к задачам настоящей работы наибольший интерес представляет рассмотрение случаев дисперсного упрочнения выделениями и включениями второй фазы, что в физическом плане можно сформулировать как упрочнение когерентными и некогерентными частицами. [c.71]

Одно время полагали, что сплавы, упрочненные выделениями, такие как Рене 41 и Инконель 718, не склонны к водородному охрупчиванию, так как даже сильное катодное наводороживание вызывало очень малые потери пластичности [278, 282]. Однако растрескивание происходит несмотря на малые значения этих потерь [283]. Это позволяет, по-видимому, объяснить сочетание хорошей стойкости сплава Инконель 718 к KP [241, 269] с очень слабой стойкостью к охрупчиванию в водороде, предположив, что в этом случае одновременно протекают процессы растворения и водородного охрупчивания. Потенциал катодного наводорожи-вания может находиться в области минимального проникновения, как показано на рис. 28, либо поверхностные условия могут препятствовать поглощению значительного количества водорода. Последний случай соответствует малой эффективной подвижности водорода сплав Инконель 718 не охрупчивается в водороде при давлении ниже 0,7 Па [284]. Кроме того, если скорости репассивации у вершины трещины [99] препятствуют ее заострению в результате растворения металла, то протекание KP становится невозможным. [c.115]

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]

Сплав TZM рассчитан на твердорастворное упрочнение небольшими количествами циркония, титана и углерода, дисперсное упрочнение выделениями сложных Mo-Ti-Zr карбидов и на деформационное упрочнение (наклеп). Предел прочности сплава TZM вплоть до 1400 °С значительно выше, чем у других промышленных сплавов на основе молибдена по своей удельной прочности он очень неплохо выглядит среди других тугоплавких металлов (рис. 19.7) [35]. Сплав можно изготавливать методами вакуумной электродуговой плавки или порошковой металлургии. [c.307]

Механические свойства и хладноломкость стали определяются прежде всего тремя механизмами упрочнения 1) измельчением зерна 2) упрочнением феррита атомами легирующих элементов и примесей, образующими твердые растворы внедрения и замещения 3) упрочнением выделениями частиц второй фазы различной степени дисперсности. Этот вид упрочнения называется дисперсионным. Влияние легирующих элементов на свойства стали [c.261]

Для тугоплавких металлов применимы общие закономерности легирования, по которым упрочнение достигается образованием мелкодисперсных выделений с расстоянием между ча- [c.529]

Приведенные данные показывают, что при естественном старении не происходит выделений в обычном смысле, и упрочнение не связано с распадом твердого раствора. [c.573]

Выделение из твердого раствора меди должно сопровождаться увеличением параметра, тогда как старение и вызванное им упрочнение не изменяют параметра решетки. Только выше 200°С наблюдается увеличение параметров, что связано с выделением из раствора второй фазы, и это обнаруживается также другими методами (например, металлографическими). [c.573]

Выделение тонких частиц окисла в металлической фазе при внутреннем окислении приводит к поверхностному упрочнению сплава, затрудняет рекристаллизацию и рост кристаллов металла. [c.107]

Упрочнение нри старении объ ясняется торможением дислокаций зонами или частицами выделений. [c.109]

Характерной особенностью аустенитных сталей является стабильность структуры, упрочненной дисперсными выделениями различных фаз при высокой температуре (рис. 13.11). Такая структура большинства аустенитных жаропрочных сталей достигается специальной термической обработкой. [c.211]

У отожженных металлов и сплавов износоустойчивость при истирании по абразивной поверхности пропорциональна твердости (рис. 15.10). Износоустойчивость закаленных и отпущенных сталей при разных температурах повышается также пропорционально увеличению твердости. Увеличение износоустойчивости при термической обработке происходит благодаря упрочнению металлической основы в результате образования мартенсита и выделения высокодисперсных карбидов. Однако это увеличение менее значительно, чем при повышении твердости отожженных сталей. [c.273]

При естественном старении не выделяется избыточная фаза (СиА)2) и упрочнение не является следствием распада твердого раствора, однако в этих условиях протекают подготовительные процессы, так как выделение СиА происходит только при значительных температурах, достаточных для диффузии (атомных перемещений). [c.324]

Количество водорода, накапливаемое во время хранения консервов, определяется не только толщиной оловянного покрытия, температурой, химической природой контактирующих пищевых продуктов, но чаще всего составом и структурой стальной основы. Скорость выделения водорода увеличивается при использовании сталей, подвергнутых холодной обработке (см. разд. 7.1), которая является стандартной процедурой для упрочнения стенок тары. Последующая, случайная или умышленная, низкотемпературная термообработка может приводить к увеличению или уменьшению скорости выделения водорода (см. рис. 7.1). Высокое содержание фосфора и серы делает сталь особенно чувствительной к воздействию кислот, в то время как несколько десятых процента меди в присутствии этих элементов могут способствовать уменьшению коррозии. Однако влияние меди не всегда предсказуемо, так как в любых пищевых продуктах присутствуют органические деполяризаторы и ингибиторы, часть которых может выполнять свои функции только при отсутствии в стали примесей меди. [c.240]

Прочность и твердость сплава с увеличением продолжительности старения, как правило, вначале возрастают, достигают максимума, а затем снижаются (рис. 13.8). Чем выше температура старения, тем скорее достигается этот максимум. Дальнейшее снижение прочностных свойств связано с перестариванием. Последнее вызвано коагуляцией образовавшихся выделений, которая приводит к укрупнению частиц фаз и уменьшению их числа в единице объема. Другой процесс при перестаривании — переход метастабильных фаз в стабильные и замена когерентных границ раздела некогерентными. При достаточно низких температурах старения процесс перестаривания не достигается. Упрочнение при этом развивается непрерывно с затуханием во времени. [c.499]

Образование трещин связывают с локальной пластической деформацией ползучести, обусловливающей релаксацию (снятие) сварочных напряжений. Нагрев и выдержка в критическом интервале температур приводят к выделению мелкодисперсных частиц карбидов в теле зерен. Упрочнение последних способствует развитию пластической деформации преимущественно в приграничных областях зерен. В результате относительного смещения зерен на их стыках появляются пики микронапряжений, кото- [c.547]

Доказано, что в результате образования непрерывных и ограниченных твердых растворов термически стабильных соединений повышается прочность межатомной связи этих фаз. В результате образования гетерогенных структур с мелкодисперсным выделением избыточных фаз из пересыщенных твердых растворов создаются дополнительные условия для упрочнения сплавов. Эти факторы, повышающие жаропрочность металлов, объясняют то, что на диаграммах состав - жаропрочность при определенных интервалах температур наблюдаются максимальные значения жаропрочности. Эти максимальные значения в металлических системах расположены вблизи границы предельного насыщения. [c.47]

Упрочнение вызывается увеличением плотности дислокаций под влиянием внешних сил, а также взаимодействием дислокаций между собой. При горячей деформа-дии пересыщенных твердых растворов к этому добавляется упрочнение за счет распада и взаимодействия дислокаций с выделениями. [c.360]

При необходимости иметь и высокую кислотостойкость (на уровне стали ЭИ943), и высокие механические свойства (ап>ЮО кгс/мм ) рекомендуется к применению сплав Сг— Ni—Мо— Си—Ti—А1. Последние два элемента вызывают ин-терметаллидное упрочнение [выделение дисперсных фаз типа Ni3(Ti, А1)]. [c.497]

Хотя уравнение (1) удовлетворительно описывает поведение широкого круга металлов и сплавов в режиме установившейся ползучести, сравнительно недавно было найдено [13], что в высокостойких к ползучести (крипоустойчивых) упрочненных выделениями сплавах (суперсплавы и дисперсноупрочненные сплавы) необходимо учитывать также наличие внутренних напряжений Сть препятствующих образованию и движению дислокаций [c.11]

В тех средах, которые рассматриваются в данной главе, сплавы на основе никеля исследовались не так интенсивно, как некоторые из уже рассмотренных выше систем сплавов. Поэтому обобщение имеющихся данных в этой области будет сравнительно кратким. Составы обсуждаемых ниже сплавов представлены в табл. 7. Среди никелевых сплавов можно выделить три больших основных класса (причем во всех трех случаях матрица имеет г. ц. к. структуру) 1) однофазные сплавы, такие как Ni—30 u, Ni—20 r и другие 2) сплавы, упрочненные выделениями, в основном представленные нсаропрочными суперсплавами, состаренными с целью выделения у -фазы 3) дисперсно-упрочненные сплавы, в которых упрочняющая фаза не выделяется из твердого раствора, а вводится в сплав каким-либо иным способом. Прежде чем обсуждать свойства каждой группы сплавов, важно рассмотреть поведение номинально чистого никеля. [c.109]

Введение 30% и более Си в N1 слабо влияет на потери пластичности и склонность к межкристаллитному разрушению при наво-дороживании по сравнению с чистым N1 [108]. Поэтому, как и следовало ожидать, сплавы на основе бинарной системы 70 N1—30 Си (известные под торговым названием Монель) подвержены межкристаллитному разрушению как при КР [241], так и вследствие водородного охрупчивания [253]. Упрочненный выделениями сплав Монель К-500, хотя и не является однофазным, также разрушается при испытаниях на КР [241], в условиях катодного наводоро- [c.110]

Уильямса — Экеля исследования 122 Упрочнение выделениями 79 [c.487]

В исследованиях, посвященных промышленным сплавам, упрочненным выделениями у -фазы и подвергшимся длительной эксплуатации [42, 43], не сообщают о формировании ячеистых выделений 6-фазы. Однако его наблюдали на экспериментальном сплаве Fe-35Ni-15 r-5Nb—0,08С после старения при 700 °С [44], а также экспериментальном сплаве Fe—15Сг— Ni—Nb после выдержек в интервале 650—750 °С, когда содержание Ni превышало 45 %, а Nb — 5 % [32, 41]. Механизм формирования ячеистых выделений 6-фазы подобен механизму формирования ячеистых выделений т -фазы в железоникелевых сплавах, где упрочняющей является фаза у [41]. Температуры 750 °С более благоприятны для образования межзерен-ных пластинчатых выделений 6-фазы, нежели для ее ячеистых выделений. Та же закономерность установлена и для выделений 7 -фазы в сплавах, упрочняемых выделениями у там ячеистые выделения преобладают при более низких, а межзе-ренные — при более высоких температурах. [c.230]

При постоянной температуре и циклическом напряжении (растяжение—сжатие) подобная диффузия не должна сосредотачиваться на границах зерен одного напряжения. Поэтому при ползучести при-знакопеременном напряжении образование зернограничных трещин вследствие возникновения пустот из-за коалес-ценции вакансии и исчезновения -фазы затруднено. При ползучести со статической нагрузкой и термической усталости с накоплением деформации ползучести в одном направлении интер-кристаллитное разрушение, вызванное описанным выше механизмом становится весьма вероятным. Чтобы предотвратить подобное разрушение в сплавах на никелевой основе, упрочненных выделениями у-фазы, уменьшают содержание хрома и добавляют специальные элементы (бор и гафний), вызывающие упрочнение границ зерен. С целью предотвращения интеркристаллитного разрушения разработаны способы получения направленно затвердевших и монокристаллических материалов. [c.87]

Связь мартенситных превращений переходных металлов с их электронным строением, Мартенситное превращение в сталях и а 7 превращение железа представляет основу термической обработки стали. Закалка высокоуглеродистых сталей, сопровождающаяся превращением переохлажденного аустенита в мартенсит, позволяет достигнуть максимальных значений твердости и прочности. В мартенситостареющих сталях сочетание мартенситного превращения с дисперсионным упрочнением выделениями карбидных, нитридных и интерметаллидных фаз позволяет достигнуть наивысших значений прочности (at, > 200—220 кгс/мм ). Совмещение фазового наклепа с дисперсионным упрочнением аустенитных сталей позволяет поднять их предел текучести до 100—150 кгс/мм и получить высокопрочные немагнитные коррозиеустойчивые сплавы. [c.64]

Способ упрочнения, сочетающий гидроэкструзию и фазовый наклеп, имеет ряд положительных сторон. Во-первых, не требуется больших деформаций - достаточна степень деформации 30-40%. Во-вторых, мелкозернистая структура фазонаклепанного аустенита с границами, упрочненными выделениями дисперсных легированных карбидов, обладает повышенным запасом пластичности по сравнению, например, со структурой с поЕышенной плотностью равномерно распределенных дислокаций или со структурой дисперсионного упрочнения с высокой плотностью выделений. Кроме того, в этом методе упрочнения повышение пластичности высокопрочного состояния обусловлено появлением мартенсита деформации (трип-эффект). Метод фазового наклепа, который в сочетании со старением и гидроэкструзией позволяет улучшать механические свойства немагнитных материалов, интересен также проявлением сложных физических процессов, сопровождающих прямое и обратное фазовое превращения и определяющих в конечном итоге структурные механизмы высокого упрочнения. [c.244]

В работе [187] исследован процесс азотирования сплава ЫЬ — 1% 2г в интервале 1000—1500° С в среде N2 и МНд при нагреве образцов прямым пропусканием тока. При низких температурах (до 1200° С) и кратковременных выдержках (1—3 ч) диффузионная зона состоит из слоя нитрида ЫЬаН и твердого раствора азота в ниобии, упрочненного выделениями нитридов. При более высоких температурах (1300—1500° С) образуются два слоя нитридов МаН (Р-фаза) и ЫЬН (е-фаза) микротвердостью 1600 и 2000 кПмм соответственно. [c.168]

Упрочнение, связанное с выделением карбидов, зависит от степени дисперсности — оно увеличивается с уменьшением размеров карбидов. Это свойство карбпдов используют для [c.285]

Термическое и деформационное старение повышают прочность и твердость, но одновременно резко снижают ударную вязкость и повышают порог хладноломкости, Повышение прочности при термическом старении объясняется тем, что выделившиеся из феррита карбиды, нитриды и другие фазы создают препятствия для движения дислокаций. При деформационном старении основное упрочнение, вероятно связано не с выделением избыточных фаз, а с взаимодействием примесей (атомов углерода и азота) со скоплениями дислокаций, что затрудняет их движение. При нагреве деформированной стали возможно образование частиц метастабильной карбонитридной фазы Feie(N, )j или стабильного нитрида Fe4N, [c.190]

На I и II стадиях старения достигается наибольшее упрочнение сплавов III стадия приводит к потере прочности. Повышение температуры систем А1—Си до 300 С и выше приводит к коагуляции (слиянию) выделившихся частиц СиА1г и полному выделению избыточного Си из перенасыщенного твердого раствора А1, что соответствует максимальной потере прочности сплава. [c.326]

Создание гальванической пары из мартенситной нержавеющей стали и электроотрица[тельного металла также может приводить к разрушениям в результате выделения водорода на катодной поверхности стали. Подобные явления наблюдали при лабораторных испытаниях [52]. Как указывалось в разд. 7.4, на практике отмечали случаи разрушения судовых винтов из мартенситной нержавеющей стали. Эти винты самопроизвольно растрескивались вскоре после того, как их приводили в контакт с алюминием в условиях прибрежной атмосферы. Аналогичным образом вели себя винты из упрочненной мартенситной нержавеющей стали, находившиеся в контакте со стальным корпусом корабля они разрушались вскоре после начала эксплуатации. Некоторые марки аустенитных нержавеющих сталей 18-8, подвергнутые [c.319]

Деформационное старение развивается после х0Л0Д 10Й деформации при последующей выдержке при нормальной температуре и особенно при нагреве до относительно невысоких температур (например, для технического железа до 470 К). Деформационное старение возможно как в слабо пересыщенных, так и равновесных сплавах типа твердых растворов внедрения, в которых не происходит закалочное старение (например, в железе с содержанием углерода менее 0,006% и азота менее 0,01%). Механизм деформационного старения отличен от закалочного. Деформационное старение связано не с выделением какой-либо фазы, а с сегрегацией растворенного элемента на дислокациях, образовавшихся в процессе деформации. На них образуются облака Коттрелла. При последующей пластической деформации для движения дислокаций необходимо вырывание их из облаков Коттрелла. Последнее требует повышения усилий для деформирования, что и служит причиной упрочнения сплава. [c.500]

Механизмы-деформационного упрочнения при усталости, в основном, такие же, как и при статическом деформировании. Все они связаны с взаимодействием движущихся дислокаций с различного рода препятствиями с другими дислокациями (или дислокационными образованиями) границами зерен неметаллическими включениями растворенными чужеродными атомами и различного рода частицами (когерентными и некогсрситными выделениями, упорядоченными фазами и т.п.). Специфика циклического деформирования связана с относительно малыми внешними напряжениями, которые повторяются большое число циклов. [c.41]

Модификация структуры основывается на влиянии изменений параметров микроструктуры (размер зерна, кристаллографическая текстура, плотность дислокаций) на механические свойства и износостойкость материалов. Примерами структурной модификации приповерхностного слоя являются дробеструйная обработка, накатывание роликом, вибрационное накатывание, ультразвуковая упрочняющая обработка, алмазное выглаживание, электромеханическое упрочнение 13]. Известно, ч го поверхностная закалка после нагрева приводит к уменьшению размера зерен вблизи поверхности и увеличению локального напряжения течения. Поэтому поверхностный нагрев с применением направленных источников энергии, таких, как лазер и электронный луч, может использоваться для оплавления и последующего быстрого затвердевания (кристаллизации) поверхностного слоя. Названные мегоды обработки вызывают yny4nJ HHe размеров зерна, формирование мелкой, субзеренной структуры, увеличивают концентрацию выделений и упрочнение, приводят к появлению новых полезных фаз. растворению или удалению инородных включений [19]. Перечисленные эффекты структурной модификации делают ее весьма перспективной, а развитие метода входит в число актуальных задач гриботехнологии. [c.39]

Механизм упрочнения при старении сплавов различных систем состоит в том, что зоны предвыделений и образующиеся дисперсные частицы, имея по сравнению с матрицей различные упругие свойства, создают поля напряжений, взаимодействующие с дислокациями. В результате движение дислокаций через кристалл затормаживается и деформация сплава затрудняется с другой стороны, дисперсные частицы оказывают также сопротивление переползанию дислокаций (см. рис. 58). Например, у магнитотвердых сплавов структура, возникающая на различных стадиях старения в системе Fe—Ni—Al, способствует увеличению коэрцитивной силы, поскольку зоны предвыделений и области дисперсных выделений, будучи соразмерными с величиной доменов, задерживают переориентацию стенки Блоха в процессе перемагничи-вания сплава. Эффект старения наблюдают и используют не только в системах цветных сплавов (на основе алюминия, магния, титана, никеля), но и в сплавах на основе железа и, в частности, у стали, содержащей [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...