Дислокационные модели процесса разрушения

ДИСЛОКАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ [c.425]

Кроме феноменологических подходов к проблеме хрупкого разрушения в настоящее время интенсивно развиваются исследования по анализу предельного состояния кристаллических твердых тел на основе физических механизмов образования, роста и объединения микротрещин. Разработаны дислокационные модели зарождения и подрастания микротрещины [4, 24, 25,. 106, 199, 230, 247], накоплен значительный материал по изучению закономерностей образования и роста микротрещин в различных структурах [8, 22, 31, ИЗ, 183, 213, 359, 375, 381], подробно изучены макроскопические характеристики разрушения, в том числе зависимости истинного разрушающего напряжения от разных факторов, таких, как диаметр зерна, температура и т. д. [6, 101, 107—109, 121, 149—151, 170, 191, 199, 222, 387, 390, 410, 429]. Как отмечалось выше, при формулировке критериев разрушения наиболее целесообразным представляется подход, интерпретирующий механические макроскопические характеристики исходя из структурных процессов, контролирующих разрушение в тех или иных условиях. [c.59]

Жаропрочность — весьма сложное свойство. Определяющими,, как и в прочности вообще, являются процессы деформации (ползучести) и разрушения. Однако в поведении металлов под нагрузкой при высоких температурах (Т 0,4 Гцл) имеется специфика, связанная с возрастанием роли температурного фактора. Особое значение приобретает стабильность заданной структуры. При высоких температурах возрастает интенсивность диффузионных процессов, что способствует изменению структуры и свойств. В условиях высокотемпературной деформации в дислокационных моделях, описывающих ползучесть и разрушение металла, необходимо учитывать и диффузионные процессы. [c.379]

Кроме того, следует отметить, что полученные данные могут служить основой для построения новых физических моделей процесса хрупкого разрушения, основанных не на традиционных схемах концентрации напряжений из-за различного рода неоднородностей дислокационной структуры, а за счет различного рода локальных неоднородностей распределения ансамбля кластеров из точечных дефектов различной мошности и природы [368, 691]. Таким образом, при определенных температурно-силовых и временных условиях стадия зарождения первичного очага концентрации напряжений и первичной трещины, а также последующая стадия развития хрупкой трещины должны рассматриваться с позиций изложенной выше модели диффузионно-дислокационной микропластичности. При этом теория должна рассматривать диффузионную стадию зарождения ансамбля кластеров различной мощности (т.е. с различным уровнем концентрации напряжений вблизи единичных кластеров), их рост и эволюцию в процессе вьщержки под нагрузкой (взаимодействие между собой, перераспределен е в размерах и др.). Т.е. взаимодействие между собой локальных источников перенапряжений от единичных кластеров в микрообъемах формирует общее макроскопическое поле внутренних напряжений в кристалле, ответственное за деформационное упрочнение кристалла, а также создает некоторую критическую ситуацию по пиковым напряжениям, превышающим в некоторой точке ансамбля прочность кристалла на разрыв [368, 691]. [c.259]

Процесс разрушения металлов невозможно объяснить, не основываясь на теории дислокаций, поскольку разрушение и пластическая деформация неразрывно связаны между собой. Предложены различные дислокационные модели образования зародышей трещин, возникающих благодаря скоплению дислокаций перед барьерами. [c.67]

Наличие точки перелома характеризует существование двух механизмов усталостного разрушения. При высоких уровнях напряжений усталостные разрушения связаны с накоплением пластических деформаций по плоскостям сдвигов, при малом уровне напряжений происходят диффузионные процессы дислокационной природы. Два частных случая модели показаны на рис. 6.3. В первом случае (рис. 6.3, а) материал имеет предел выносливости не- [c.188]

Приведенные в работе данные, их обобщение и анализ представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области а) разработки новых физических моделей процесса хрупкого разрушения, основанных не на традиционных схемах неоднородности дислокационной структуры, а за счет реализации различного рода локальной неоднородности распределения ансамбля кластеров из точечных дефектов различной мощности и природы б) изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур в) расшифровки и интерпретации данных по низкотемпературному внутреннему трению металлических и неметаллических материалов и идентификащи их механизмов с учетом возможного влияния чисто методических эффектов (обусловленных спецификой метода и режима испытаний) на характер получаемой информации, а также выявления физической природы механизма старения материала тензодатчиков в процессе их эксплуатации г) получения количественной информации о кинетике, механизме и энергетических параметрах низкотемпературной диффузии (энергии образования и миграции вакансий и междоузлий, значения их равновесных концентраций и др.) д) развития теоретических основ и соз- [c.8]

При изучении микромеханизма хрупкого разрушения стали Коттрелл с сотрудниками [204] разработал дислокационную модель, основывающуюся на анализе пластической деформации в вершине трещины, которая в дальнейшем неоднократно была испол1>зована исследователями для описания процесса распространения усталостной трещины. Эта модель описывает трещину при плоской деформации, нагруженную напряжением сдвига Го. Пластическая область впереди вершины трещины заменяется рядом краевых дислокаций. Дислокации по этой схеме выскальзывают (движутся) из устья трещины в [c.151]

Е. Д. Щукин и В. И. Лихтман (1958, 1959) высказали следующее предположение относительно механизма хрупкого разрушения тел, имеющих произвольные дислокационные неоднородности. При разрушении металлов наблюдаются две основные стадии. На первой из них происходит зарождение и развитие равновесных трещин под действием скалывающих напряжений в местах с высокой концентрацией напряжений. На второй стадии трещины под действием нормальных напряжений переходят от равновесного состояния к спонтанному распространению по всему сечению монокристалла. Эти оба процесса, естественно, облегчаются при понижении свободной поверхностной энергии в результате внедрения поверхностно-активных частиц внутрь кристалла по дефектным участкам структуры. Такая модель мoжeт служить теоретическим обоснованием известного опытного факта о постоянстве произведения нормальных и скалывающих напряжений при хрупком разрыве, что позволяет выбрать эту величину произведения в качестве меры прочности монокристалла. [c.440]

Такой подход определяет возможность построения физической модели нормального трения и износа для выбора общих критериев оценки износостойкости и антифрикционности и разработки методов управления процессами трения и износа. В основу этой модели положены представления о едином дислокационно-вакан-сионном механизме схватывания и окисления. Модель может быть представлена четырьмя этапами I — пластическая деформация (текстурирование), II — структурная и термическая активация металла, III — образование вторичных структур, JV — разрушение вторичных структур. [c.36]

На основании результатов анализа дислокационных процессов, протекающих в вершине трещины в цикле нагружения, Виртман [127] предположил, что разрушение материала в процессе роста трещины должно происходить не непрерывно в каждом цикле нагружения, а дискретно. Скачок трещины реализуется только после того, как произойдет упрочнение материала за некоторое число циклов. Основное допущение модели состоит в том, что продвижение трещины происходит после того, как достигнут определенный критический уровень напряжений переупрочненного материала. Из этой модели следует, что скорость роста усталостной трещины должна контролироваться К в четвертой степени. В дальнейшем с учетом данных Элбера [128] о неполной работе цикла нагружения, идущей на деформацию, раскрытие и разрушение материала в вершине трещины, Виртман предложил следующее соотношение [129] [c.126]

Модели Коттрелла, Орована, Фриделя [64—66] и других авторов, основанные на анализе явлений при пересечении дислокаций или при разрезании дислокационной сетки полосой скольжения, для рассматриваемого нами случая вряд ли пригодны, так как в металлах с гексагональной решеткой пересекающиеся системы скольжения при низкой температуре отсутствуют. Весьма медленное развитие процесса деформации при испытании сплавов титана на замедленное разрушение вновь позволяет сделать предположение о возможной существенной роли избыточных вакансий в механизме зарождения трещин. При этом в качестве основного источника вакансий считают само скольжение, в процессе которого вакансии образуются при [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...