Разрушение по границам элементов структуры

Разрушение по границам элементов структуры [c.201]

В реальных веществах разрушение всегда осуществляется за счет каких-либо неоднородностей или несовершенств кристалла. Есть два полярных случая такого поведения на элементах структуры, существовавших до начала деформации вследствие создания новых структурных разновидностей несовершенств. Примерами служат обнаруженный в [186] и исследованный в [184, 9, 54] механизм вязкого зернограничного разрушения iia исходных границах зерен и механизм разрушения по границам фрагментов, образующихся в процессе деформации [182, 133]. [c.65]

Очень низкая концентрация благородного металла (в твердой или в жидкой фазе), вызывающая разрушение по границам зерен, не является действительно неожиданной. Чтобы насытить границы зерен до такой степени, которая сведет к минимуму энергию деформации, потребуется только очень небольшое количество благородного компонента вторая фаза не необходима, чтобы объяснить результаты. Если благородная примесь находится в металле в твердом растворе, то она будет переходить в кислоту в начале коррозии и затем станет снова выделяться при большой концентрации она выделится по всей поверхности, но если присутствуют только следы,, то концентрация в кислоте будет очень мала зародыши благородного элемента, вероятно, возникнут только в местах неплотно упакованной структуры,, таких, как границы зерен там будет выделяться самостоятельная фаза, объясняя местное выделение водорода и интенсивность коррозии. Такое же объяснение кажется подходящим, если благородный металл введен в виде следов солей, намеренно добавленных в кислоту. [c.350]

Ранее указано, что феррит в углеродистой стали является наиболее слабой структурной составляющей. Он первым начинает разрушаться при микроударном воздействии. Преимущественное разрушение феррита при испытании особенно сильно проявляется в сталях, структура которых включает либо ферритную сетку, либо избыточный феррит. Увеличение количества феррита в структуре углеродистой стали приводит к ее интенсивному разрушению при испытании. Разрушение феррита чаще, всего начинается на границах зерен, а иногда и внутри зерна. В случае, когда прочность зерна выше прочности его границ, разрушение развивается сначала по границам, а затем переходит и в зерно. Феррит может обладать различными механическими свойствами в зависимости от содержания растворенных в нем легирующих элементов. Его склонность к упрочнению и разупрочнению зависит от свойств легирующих элементов. [c.126]

Эффективность образования аустенитной или ферритной структуры под действием легирующих элементов сплава определяется следующими положениями. Увеличение содержания хрома, титана, кремния, алюминия и молибдена способствует образованию ферритной фазы, а увеличение содержания никеля, марганца, углерода и азота расширяет область существования аустенита и повышает его устойчивость. Поэтому для получения стали с неустойчивым аустенитом необходимо учитывать влияние каждого элемента, входящего в ее состав. Решение этой задачи требует проведения большой экспериментальной работы, вследствие чего в настоящее время разработано очень мало марок сталей с высокой сопротивляемостью гидроэрозии. В хромоникелевых сталях при длительном нагреве до температур 700—900° С или медленном охлаждении от 900—950° С образуется интерметаллид-ная о-фаза. Эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая этим сталям исключительно высокую хрупкость и снижая их эрозионную стойкость. Однако а-фаза может вызвать и повышение сопротивляемости микроударному разрушению, если она имеет высокую степень дисперсности. В последнее время установлено, что а-фаза образуется почти во всех хромоникелевых аустенитных сталях, в том числе с присадкой молибдена и других легирующих элементов. При аусте-низации хромоникелевые стали нагревали до более высоких температур (1000—1050° С), при которых хрупкая а-фаза растворяется. [c.208]

Влага распространяется, в первую очередь, по границам структурных образований, а затем проникает внутрь надмолекулярных структур. Проникновение влаги в структурные образования приводит к увеличению их объема и возникновению более крупных надмолекулярных элементов, вызывающих значительное разрыхление структур, их разрушение, а в конечном счете к потере защитного действия покрытий. [c.85]

Разрушение по границам элементов структуры — межзеренное или межъячеистое разрушение, при котором трещина идет по границам зерен или дислокационных ячеек. Различают хрупкое межзеренное разрушение, которому предшествует пластическая деформация-внутренних объемов зерен и пластичное межзеренное разрушение. Указанные типы межзеренного разрушения обычно относят к низкотемпературным типам разрушения. Кроме того, существуют высокотемпературное межзеренное разрушение и межзеренное разрушение при ползучести. Эти механизмы обусловлены высокотемпературным-проскальзыванием по границам зерен и диффузионным зарождением пор на границах. Они подробно изложены в обзорах Эшби с сотрудниками [404]. [c.201]

Деформированные металлы обнаруживают специфический механизм разрушения по границам элементов структуры — расслоение (рис. 5.11, с). В работах [9, 409] показано, что расслоение, являясь межзеренным или межъячеистым разрушением, обусловлено упругой энергией, запасаемой границами в процессе пластического деформирования, особенно при низких температурах, когда формируется неравноосная ячеистая и зеренная структура с неупорядоченным расположением дислокаций в границах. [c.203]

Из результатов исследования влияния структуры на механизмы разрушения молибдена [396] следует, что наблюдаемый излом (рис. 5.3, в) соответствует ситуации, когда каждый элемент структуры ведет себя как микрообразец с образованием до разрыва микрошейки. Схематически процесс формирования ямочного излома при образовании пор-расслоев по границам элементов структуры показан на рис. 5.10. Размер в поперечнике отдельных фрагментов поверхности разрушения соответствует размеру зерен и ячеек, возникаюгцих при деформации как в процессе предшествующей обработки, так и во время испытания образцов. В работе [411 показано, что наиболее крупные поры-трубки образуются по тройным стыкам зерен. [c.198]

Деформация и разрушение отдельных элементов микроструктуры как микрообразцов, очевидно, возможны лишь с момента образования трещин расслоя, ориентированных приблизительно вдоль растягивающих напряжений по границам элементов структуры. Возникновение трещин расслоя обусловлено двумя причинами наличием в шейке [c.198]

Аморфные полимеры характеризуются ближним зшорядочением в расположении звеньев или сегментов макромоле1сул, быстро исчезающим по мере их удаления друг от друга. Например, это разные укладки цепных макромолекул, расположенных последовательно, в пачки. Пачки являются структурными элементами и способны перемещаться относительно друг друга. Некоторые аморфные полимеры могут быть построены из глобул глобулярная структура). Глобулярная структура полимеров определяет невысокие механические свойства полимерного материала (хрупкое разрушение по границам глобул). [c.60]

Нагрузки малой амплитуды, как и выдержка материала под нагрузкой, не являются достаточным условием для разрушения материала по меж-фазовым границам. Они только способствуют проявлению факта ослабленного состояния этих границ, которое материал имеет изначально. Если границы фаз материала не ослаблены, то он не проявляет чувствительности как к выдержке под нагрузкой, так и к нагрузкам малой амплитуды при высокой и, тем более, при низкой асимметрии цикла нагружения. Следует уточнить, что здесь речь идет не о высокочастотных колебаниях, когда единичное приращение трещины не может отвечать каждому акту приложения внешней нагрузкой. В случае высокочастотного нагружения могут играть роль резонансные явления, когда отдельные элементы структуры (например, сами пластины) могут входить в резонанс, вызывая потерю когезивной прочности по межфазовым границам. [c.305]

Разрушения в условиях эксплуатации, соответствующих области в карты механизмов ползучести наблюдаются при перегревах метгыла труб пароперегревателей. Как видно из картограммы (рис. 1.2), при нагреве до температур, превышающих 620 °С, в металле развиваются процессы рекристаллизации. Это приводит к возрастанию деформационной способности металла, полной трансформации структуры стали в феррито-карбидную структуру, интенсификации процессов перехода легирующих элементов в карбидные фазы. Долговечность труб в условиях такого перегрева не превышает 10—15 тые. ч. Для труб, разрушившихся в условиях ползучести, характерно наличие значительного слоя окалины и присутствие на наружной поверхности труб продольных трещин, сопутствующих основному разрыву. В случае перегрева до указанных температур разрущение происходит с относительно большим увеличением периметра трубы, заметным утонением стенки за счет повышенной деформационной способности в этих условиях. Характерно широкое раскрытие трубы в месте сквозной трещины. Микромеханизм разрушения соответствует порообразованию. Структура металла разрушенной трубы становится ферритной с крупными карбидными частицами по границам зерен. Вблизи разрушения имеет место некоторый роет зерна. Присутствие всех перечиеленных признаков евидетельствует о том, что разрушение исследуемой трубы произошло в результате длительного перегрева. [c.19]

Таким образом, хотя при нагружении с нагревом до 450° С в большинстве случаев не наблюдалось интенсивного карбидообразо-вания, перераспределение легирующих и карбидообразующих элементов имело место при всех режимах нагружения (рис. 3, а, в). При этом, как и при 650°С [3], углерод мигрировал к границам зерен и карбиды, как правило, залегали в основном по границам и в приграничных участках зерен, охрупчивая последние. Характер распределения титана и хрома также видоизменялся под действием циклической нагрузки и нагрева титан, сравнительно равномерно распределенный в исходном состоянии материала, в процессе упруго-пластического деформирования скапливался в отдельных зонах, наблюдаемых на рис. 3, б, з в виде продолговатых полос, образующих своеобразную сетку концентрация хрома в отдельных зонах также видоизменялась и к моменту разрушения в структуре наблюдались участки с пониженным и повышенным содержанием хрома. [c.70]

Два предположения были сделаны для объяснения межкри-сталлитного характера разрушения этих тонких видманштеттовых структур (а+р)-фаз [19, 105]. I. Образование непрерывной прослойки а-фазы по границе зерна. В сплаве Т1—11,5Мо — 62г — 4,55п а-фаза может быть обогащена оловом (4-цирконием) и вследствие этого быть чувствительной к КР. (Однако к таким сплавам, как Т1 — ПМо или Т1 — 8Мп, это объяснение не может относиться.) 2. Сегрегация некоторых элементов по границам зерен в процессе старения, например загрязнения бором. Однако ни то, ни другое объяснение не является достаточно удовлетворительным. [c.410]

В качестве модели представительного объема зернистого компо- зита, заполняющего область й виде куба, рассмотрим совокупное изотропных упруго-хрупких элементов структуры, каждый из которых ассоциирован с тетраэдральным конечным элементом. Будем считать, что структурные элементы рассматриваемого композициов- ного материала однородны и прочно соединены по границе раздела. Геометрия и взаимное расположение элементов заданы и не из меня-, ются в процессе деформирования и разрушения феды, которая обладает свойством макроскопической однородности. [c.128]

Оба осложняюш,их фактора нередко выступают во взаимодействии, и тогда задачи становятся особенно трудными. Среди них следует прежде всего выделить контактные задачи о системах блоков при сложных, нетрадиционных условиях на границах взаимодействия, учитывающ,их необратимые контактные подвижки, разупрочнение и уплотнение либо разуплотнение на контактах. Подобные проблемы практически недоступны для других методов, тогда как с помощью МГЭ их можно пытаться решать, поскольку МГЭ в прямом варианте разрывных смеш,ений по самой своей структуре подходит для их решения — в ГИУ входят именно те величины, которые связываются контактными условиями. Поэтому можно ожидать прогресса в численном решении этих проблем и задач смежного класса — так называемых задач приведения , состоящих в нахождении эффективных макроскопических характеристик неоднородных сред по свойствам составляющих их элементов (блоков) и контактов. Вероятно также продвижение в задачах о плоских и пространственных системах блоков, лишь частично разделенных трещинами, в задачах о потере устойчивости при разупрочнении материала внутри блоков и при срывах сцепления на контактах — эти проблемы очень важны для горной геомеханнки и геотектоники. Вполне возможным будет развитие МГЭ и в приложениях к задачам нелинейной ползучести, распространения волн в нелинейных и неоднородных средах, при исследовании разрушения с учетом микроструктуры материала и в других областях. Для решения большинства этих проблем окажется полезным упоминавшееся объединение МГЭ и МКЭ. [c.276]

Ионная имплантация — один из наиболее эффективных способов легирования титана и его сплавов. Известно, что титановые сплавы, имея высокие прочностные характеристики, плохо работают в качестве элементов подвижных сочленений машин и механизмов. При умеренных нагрузках и скоростях наблюдается интенсивное схватывание с последующим разрушением контактирующих поверхностей. Модификация структуры поверхности посредством ионной имплантации позволяет повысить износостойкость. Анализ нескольких десят ков различных технологических процессов обработки поверхностей сплавов Ti —6А1—4V показал, что ионная имплантация бария, приводящая к возникновению преципитатов BaTiOs, образующих когерентную границу с TiO и эффективно препятствующих диффузии кислорода, по эффективности повышения износостойкости уступает лишь детонационному и газопламенному напылению. Однако нанесение покрытий приводит к увеличению размеров на единицы и десятки микрометров. [c.107]

Металлографическое исследование поврежденного металла должно охватить зоны, примыкающие к месту разрушения и удаленные от него. Начинать исследование следует с просмотра шлифов при малых увеличениях (ХЮО), когда охватывается сразу относительно большое поле зрения, и затем переходить к большим увеличениям (Х500). Если необходимо уточнить строение границ зерен, получить информацию о деталях структуры, то применяют большие увеличения (практически до ХЮОО—1200) или электронную микроскопию (используют метод реплик или растровый электронный микроскоп). В частности, большие увеличения позволяют ответить на вопрос, имеется ли пористость по границам зерен и какова величина пор. Этот вопрос возникает при исследованиях металла элементов, долго работавших в условиях ползучести, с целью оценки дальнейшей их работоспособности или возможности восстановительной термической обработки. [c.304]

Неравномерность деформирования различных элементов структуры (зерен, границ зерен, двойников) приводит к возникновению высоких напряжений в микрообъемах металла, особенно в местах стыков зерен, и образованию треш,ин (клиновидного характера) по границам зерен и двойников, предшествуюш,их разрушению образца [19]. Развитие трещины при более низких напряжениях, свойственных правой ветви кривой длительной прочности, связано с разупрочнением границ зерен, с появлением на границе микропор, число и размеры которых возрастают по мере увеличения длительности действия температуры и напряжения. [c.16]

Матрицы диссипативных сил составляют с учетом пропорциональности затухания относительным скоростям движения частей системы (гипотеза Фойхта), относительным перемещениям (гипотеза Е. С. Сорокина) или с учетом обеих гипотез (комбинированное затуханне). -Иногда учитывают также сухое трение, возникающее по границам взаимодействия колеблющихся элементов. При расчетах нелинейных и нестационарных систем влияние диссипативных характеристик (их величин в начальном состоянии) на параметры реакции менее значительно, чем в случае линейных систем, в связи с тем, что большая часть энергии внешнего воздействия поглощается в результате развития пластических деформаций, хрупких разрушений и других остаточных изменений во внутренней структуре системы [16, 86, 87]. [c.68]

Соотношение между Ор(Т) и сГ(.р(7) зависит от температуры, структуры материала, технологии его обработки и истории нагружения. Увеличение размера зерен поликристаллического материала, ослабление прочности их границ, накопление микротрещин и повреждений в материале понижает Стр(7), но мало влияет на Стср(7). Уровень сГр(7) также зависит от размеров элемента конструкции, так как для больших размеров вьшге вероятность появления микротрещин или структурных неоднородностей. На рис. 4.1.3,д штрихпунктирной линией условно показано положение вертикальной границы предельных состояний, сместившейся вследствие снижения сГр(Т) по указанным причинам. Теперь и при напряженном состоянии, соответствующем лучу 3, разрушение носит хрупкий характер. Легирорание и термообработка металлов, направленные на повышение пределов текучести и временного сопротивления Стрр, обычно мало влияют на Стр и также приводят к росту отношения Трр/сГр, что в конечном счете увеличивает опасность хрупкого разрушения. [c.178]

Последующий отпуск прн температуре 650—700 °С существенно повышает сопротивление хрупкому разрушению мегалла с мар-тепситной структурой. Уже при сравнительно низких температурах нагрева (300—400 °С) в структуре мартенсита выделяются дисперсные карбиды преимущественно на больше- и малоугловых границах. По мере увеличения температуры карбиды коагулируют, особенно интенсивно на границах структуры и субструктуры, т. е. в зонах, где наиболее значительна скорость диффузии агомов углерода, железа и легирующих элементов. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...