Слияние пор

В настоящем разделе представлена модель вязкого разрушения материала, рассматривающая процесс непрерывного образования и роста пор [76, 80]. Модель базируется на введенном понятии пластической неустойчивости структурного элемента материала как состоянии, контролирующем критическую деформацию е/ при вязком разрушении, что позволяет отойти от описания процесса непосредственного слияния пор. [c.116]

Механизм разрушения определяют по виду излома, поскольку поверхность трещины однозначно отражает процессы, происходящие при ее образовании. Скол соответствует разрыву атомных связей под действием нормальных напряжений. Ямочный излом, образованный путем слияния пор, свидетельствует о разрыве связей под действием касательных напряжений. [c.187]

Со структурной точки зрения существует два вида разрушения по телу и по границам структурных элементов, т. е. внутри- н меж-зеренное разрушение поликристаллов. Причем оба вида разрушения могут быть как хрупкими, по типу скола, так и пластичными, путем слияния пор. [c.187]

Разрушение слиянием пор — разрушение, при котором в изломе наблюдаются ямки (рис. 5.3, а). Монокристаллы иногда разрушаются с образованием ножевидного излома (рис. 5.3, б), который формируется путем роста и слияния двух наружных пор. [c.193]

Согласно модели Броска для слияния пор в материале с межатомным расстоянием порядка 0,3 нм и расстоянием между частицами — [c.194]

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]

При температурах выше во втором переходном интервале — Тх разрушению предшествует значительная деформация (см. рис. 5.13). В образцах формируется шейка. Механизм роста докритических трещин— слияние пор (рис. 5.14, в, г). Критический размер трещины, -формирующейся по механизму слияния пор, так же как и скола с периодической релаксацией, экспоненциально зависит от температуры [4291. При температурах Гх и выше образцы разрушаются только путем слияния пор, т. е. критический размер трещины достигает размера образца, и скол отсутствует. [c.208]

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]

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

Стадия III П. м. оканчивается разрывом материала. Разрыв является лишь завершением процесса разрушения, к-рый протекает на всём или почти всём протяжении высокотемпературной П. м. Уже на стадии I обнаруживается образование несплошности материала, сопровождаемое уменьшением его плотности. На стадии II на границах зёрен выявляются поры и трещины, слияние к-рых друг с другом приводит к окончат, разрушению материала. Зародыши трещин и пор могут быть в материале до начала процесса ползучести либо образоваться в результате деформации. Рост пор осуществляется путём диффузии вакансий к ним, взаимного слияния пор и при несогласованности проскальзывания зёрен. Пути повышения сопротивления материалов такие же, как для повышения прочности при комнатных темп-рах. Это — упрочнение растворимыми добавками и создание структуры, содержащей дисперсные частицы вторых фаз. Трудностью при создании материалов высоким сопротивлением П. и. является не получение необходимой структуры и фазового состава материала, а их сохранение при высоких темп-рах длит, время. [c.13]

ЧИСЛО пор на границах зерен. Такие поры можно наблюдать при статической ползучести. При этом разрушение происходит в результате слияния пор. [c.162]

Работ, посвященных экспериментальному наблюдению процесса зарождения, роста и слияния пор при хрупком разрушении металлов, очень много [50]. Вывод о разрушении путем слияния пор может быть также получен из анализа характерных боковых утяжек на поверхности излома [51]. Обнаруживаемые в опытах места зарождения пор располагаются чаще всего на поверхностях раздела кристаллической решетки перед верши- [c.62]

Если среднее растягивающее напряжение в направлении Xj, необходимое для текучести внутренней перемычки, равно Оп, то общее условие слияния пор определяется формулой [c.196]

Модель учитывает влияние объемной доли пор на пластичность как при одноосном растяжении, так и в поле трехосных напряжений перед острой трещиной. Вплоть до слияния пор, условия которого определены выражением (391), изменение геометрии можно рассчитать по формуле [c.196]

Эта деформация растет до тех пор, пока соотношение atb и соответствующий коэффициент стеснения о /2тг не будет удовлетворять условию слияния пор. В самом начале образования внутренних шеек предполагают, что развитие пластического течения обеспечивает максимальную скорость разгружения. Общ,ее относительное смещение двух поверхностей, необходимое для окончательного разрушения, имеет тот же порядок, что и расстояние между порами в момент образования шеек, а это при малых объемных долях Vp означает, что макроскопическую деформацию в момент слияния можно принять за общую деформацию, приводящую [c.197]

Основные недостатки этой формулы заключаются в том, что, во-первых, необходимо знать радиус вершины трещины, который должен быть связан со смещением в момент разрушения и, во-вторых, предполагается, что слияние пор в области вершины трещины произойдет при тех же условиях, что и при одноосном растяжении. Опять очевидна важность высоких объемных долей пор, определяющих снижение пластичности у вершины трещины. [c.198]

Аналогичный изложенному выше подход был применен П. Ф. Томасоном [170]. Он рассматривал сетку квадратных пор в жесткопластической матрице при плоской деформации. Установлено, что растяжение приводит к вытягиванию пор и к сближению их центров. В конце концов поры располагаются так близко друг к другу, что возможно образование внутренних локальных шеек. Принимается, что слияние пор происходит, когда напряжение во внутренней перемычке достигает некоторого критического значения <3п- Аналогичным образом Томасоном рассмотрен случай роста эллиптических пор в жесткопластичном теле [427]. [c.115]

В соответствии с экспериментальными данными [211] принимаются следующие значения параметров, входящих в уравнение (2.73) / о = 1,0-10-4 мм бн = 0,72 Kp = 9fi-, рн = 20,0 мм . В результате численного решения уравнения (2.73) при различных значениях параметра С была получена искомая зависимость Ef = Bf dmlGi), представленная на рис. 2.23. При amlOi = = 0,53, что отвечает средней жесткости напряженного состояния на этапе деформирования при одноосном растяжении, расчетное значение Bf— 1,67. По данным работы [211], соответствующее экспериментальное значение е/=1,8-ь2,0. Из сопоставления расчетных и экспериментальных результатов видно, что модель дает весьма удовлетворительную оценку нижней границы критической деформации, что является следствием принятого в расчете допущения, при котором не учитывается деформация на этапе нестабильного слияния пор. [c.121]

При систематическом исследовании с помощью растрового электронного микроскопа изломов материалов на основе переходных ОЦК-металлов, подвергнутых испытанию на одноосное растяжение в щи-роком интервале температур испытания и претерпевших хрупко-пластичный переход [951, установлено, что все кажущееся многообразие видов поверхностей разрушения может быть описано как результат действия весьма ограниченного числа механизмов разрушения, модифицированных влиянием структуры материала и температурно-скоростных условий нагружения. Следует выделить следующие механизмы разрущения скол, слияние пор, хрупкое межзеренное (межъячеистое) разрушение. [c.187]

Крюссар с сотрудниками [390] предположили, что ямочный излом образуется в результате зарождения, роста и слияния пор. Наличие [c.193]

Рис. 5.3. Виды поверхности разрушения слиянием пор а — ямочный излом железа (Х2 000) б — ножевпдный излом монокристал ла молибдена [ПО] (Х15) в — пластичный излом полнкристаллического молибдена с внутри- и межзеренным расслоением (ХЗООО).

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]

Существенным моментом модели Броека является то, что разрушение слиянием пор требует как высоких напряжений, так и больших деформаций. Для зарождения пор и их роста одного наличия дислокационных петель вокруг частиц недостаточно. Необходимы достаточно высокие сдвиговые напряжения, которые будут способны вытолкнуть эти дислокационные петли на границу частица — матрица. Высокие значения сдвиговых напряжений могут быть получены с помощью дислокаций. Следовательно, критерий разрушения слиянием пор должен включать как высокие напряжения шие деформации. [c.195]

В упрощенном виде дислокационный критерий Броека для разрушения путем слияния пор может быть представлен в виде [392] [c.195]

Крюссар [401] и Бичем [402] рассмотрели основные способы слияния пор и факторы, определяющие их форму. В зависимости от направления и величины пластической деформации поры сливаются по [c.199]

Оценка вязкости разрушения по механизму слияния пор представляется важной и до сих пор неисследованной задачей. Как следует из критериев Броека (5.8) и Эшби — Эмбери (5.9), (5.10), простые критерии деформации или напряжения не подходят для предсказания разрушения. Для упрощения задачи Броек [403] предлагает использовать эффект повышения напряжений в зоне деформации и разрушения объемным напряженным состоянием. [c.200]

Пластичное межзеренное разрушение происходит путем слияния пор. Морфологически такое разрушение при малых увеличениях типично для межзеренного разрушения (рис. 5.11, а), однако при больших увеличениях отчетливо обнаруживаются мелкие ямки, иногда с частицами (рис. 5.11, д). [c.203]

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]

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]

Вязкий разрыв происходит в результате зарождения и роста пор. Такие неоднородности, как включения, твердые частицы и перлитные участки в сталях, являются преимущественными местами зарождения пор и от них зависит наблюдаемая связь между пластичностью и микроструктурой. Процесс разрыва при растяжении можно разделить на три стадии а) возникновение пор, б) рост пор и в) слияние пор. Первая стадия процесса была рассмотрена в предыдущем разделе. Расширение и слияние полостей перед разрушением наблюдались во многих металлах, включая медные сплавы [72], алюминиевые сплавы [43] и стали [И, 71]. Вязкий разрыв приводит к волокнистой поверхности разрушения, характеризуемой ямками, геометрия которых зависит от вида деформации [9, 69]. Как показано на рис. 7, ямки часто содержат включение или осажденную фазу [71, 72, 34]. Размер пор связан со средними расстояниями между включениями [10] или с их размером [34], хотя с необходимостью не следует взаимнооднозначное соответствие между ними, так как в процессе разрушения не всегда все частицы разрушаются или разделяются. [c.73]

Если наша цель состоит в разработке критерия вязкого разрушения в столь же общем виде, как и используемый критерий Гриффитса при хрупком разрушении, то эта цель пока еще не достигнута. Причина состоит в том, что простые модели, которые могут быть описаны теоретически, не соответствуют действительным сложным условиям. Мак-Клинток [62] отметил, что критерий хрупкого разрушения связан только с текущим напряженным состоянием, тогда как при вязком разрыве размеры пустот и их взаимодействие зависят от всей истории изменения напряжений и деформаций образца. Расчет требует количественной оценки каждой из следующих трех стадий возникновение, рост и слияние пор. Дислокационные представления пригодны главным образом для первой стадии, для второй и третьей стадий в связи с большими деформациями необходимы теории пластичности сплошной среды. Эти теории основываются на специальных моделях роста пустот, а критерии разрушения связываются с их слиянием. [c.76]

Разрушение малоуглеродистых сфероидизированных сталей (0,065 и 0,3% С) с растворенными дисперсными частицами цементита происходит благодаря описанным ранее процессам образования пор, их роста и последующего слияния. При более высоком содержании углерода (0,55—1,46% С), как показано на рис. 18, рост пор ограничивается, и разрушение происходит путем образования сетки мелких трещин, соединяющих поры у разрушенных частиц. Точный ме.ханизм образования этих трепщн пока не установлен. В работах [59, 60] сделано предположение, что неправильные пути этих сеток могут показывать последовательность локализованных слияний пор, сколов и разрывов. В работе [72] подобные трещины были обнаружены в армко-железе с неметаллическими включениями [72] и названы некристаллографическими трещинами. В [61] сделано предположение, что такие межзеренные трещины в армко-железе связаны с высоким содержанием кислорода. В работе [72] отмечено, что соединившиеся трещины распространяются в области высоких растягивающих напряжений при существенно меньшей деформации, чем требуется для роста [c.88]

На рис, 1.6 представлена кривая ползучести образца из стали 12Х1МФ при испытании на растяжение. Здесь же приведена кривая накопления повреждений на участке перехода от второй стадии к критической фазе ползучести, обозначенном на кривой буквами опт. Поврежденность выражена в количестве пор на единицу поверхности шлифа N. На переходном участке от идет накопление обособленных пор. Переход ползучести в критическую фазу сопровождается слиянием пор в микротрещины. [c.15]

Измерение остаточного электросопротивления усталостных образцов никеля [11] и теоретические представления о движении дислокации внутри УПС [121 подтверждают гипотезу вакансий. Модель swelling имеет хорошее соответствие, когда экструзии можно наблюдать на поверхности чаще, чем интрузии [13—15]. Согласно этому представлению отдельные экструзии должны первыми возникнуть на поверхности образца по swelling (см. рис. 3). Интрузии возникают на границах между УПС и матрицей позже из-за действия надреза экструзионного профиля. Пары экструзия — интрузия (см. [И]) должны быть поздней стадией поверхностного рельефа усталостных образцов (см. рис. 4). Интрузии тождественны микротрещинам, а экструзии представляют собой раннюю стадию образования микротрещин. Гипотеза избыточных вакансий объясняет не только развитие экструзий внутри УПС, но и первую стадию роста трещин вдоль УПС (см. рис. 1). Из вакансий высокой плотности в УПС возникают поры,-а трещины растут от интрузий на поверхности вдоль УПС внутрь образца путем слияния пор. Эту гипотезу подтверждают ТЭМ-иссле-довапия монокристаллов меди [15]. [c.162]

Интенсивно обсуждаемые в литературе критерии зарождения, роста и слияния пор основаны как раз на анализе напряженно-деформированного со- стояния, определяемого либо с применением метода линий скольжения или (в последнее время) по методу конечных элементов. В первом случае -требуется затупление вершины трещины, так как в области постоянных напряжений перед трещиной (рис. 10) максимальные значения напряжений или деформаций недостаточны для зарождения поры вдали от вершины трещины. В работе [53] было постулиро- р с. 12. Затупление вершины трещи-вано, что профиль затуп- ны зарождение и рост пор. (а) За-ленной трещины и соответст- тупление вершины трещины (Ь) мо-вующве поле линий скольже- [c.63]

Томасон [7] предложил другую модель для описания слияния пор. Как показано на рис. 112, он рассмотрел квадратную сетку квадратных пор в жестко-пластической матрице, состоящей обычно из двух частей, при плоской деформации. При больших расстояниях между порами тело легче деформируется в целом путем текучести всего сечения, чем образованием внутренних шеек между порами. Растяжение приводит к вытягиванию пор в направлении Xi и сближению их центров в направлении Х . В конце концов поры располагаются так близко между собой, что имеется возможность образования между ними внутренних локальных шеек. После этого происходит окончательное слияние пор. [c.195]

Слияние пор не может произойти, если Р > 2т +022- Томасон показал, что при одноосном растяжении изменение продольных [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...