Влияние среды на скорость ползучести

ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА СКОРОСТЬ ПОЛЗУЧЕСТИ [c.34]

К разрушениям второго типа, которые могут происходить также при различных схемах нагружения, следует отнести разрушения, для которых критические параметры существенно зависят от времени нагружения в том или ином виде. Типичным примером является разрушение, получившее в литературе название разрушение при взаимодействии ползучести и усталости [240, 341] при циклическом нагружении в определенном температурном интервале долговечность при одной и той же амплитуде деформации зависит от скорости деформирования, значительно уменьшаясь при малых эффективных скоростях деформирования, в частности при циклировании с выдержками. На стадии развития усталостного повреждения также известны многочисленные экспериментальные данные о влиянии частоты нагружения в определенных условиях, особенно в коррозионной среде, на скорость роста усталостных трещин [199, 240, 310, [c.150]

Поведение I типа характеризуется упрочняющим влиянием воздуха. В конкретном случае крупнозернистого сплава на никелевой основе среда влияет на скорость ползучести главным образом через факторы, зависящие от напряжения, и в меньшей степени посредством температурной зависимости или через энергию активации. То, что среда не влияет на температурную зависимость [c.35]

Распространение трещины на воздухе невозможно в такой же степени отчетливо, как в вакууме, охарактеризовать в соответствии с тремя областями частот нагружения оно в области промежуточных частот нагружения зависит от времени. Однако это обусловлено не влиянием ползучести, а влиянием окисления, так как установлено, что в вакууме скорость распространения трещины зависит от числа циклов нагружения. Следовательно поведение трещины обусловлено влиянием среды на характеристики усталости. [c.213]

Отсутствие заметного влияния воздушной среды на сопротивление ползучести до некоторой температуры г о можно объяснить низкой скоростью окисления, вследствие чего окисная пленка имеет практически такую же толщину, что и при испытаниях в теплоизоляционном покрытии. [c.20]

В условиях ползучести отмечаются другие закономерности [69] эффект влияния среды на длительную прочность растет с увеличением времени эффект влияния среды увеличивается при понижении температуры (если сопоставить данные для образцов, испытанных при одинаковом напряжении) адсорбционное действие среды вызывает увеличение скорости ползучести, причем эффект тем больше, чем ниже напряжение, а при одинаковом значении напряжения этот эффект увеличивается с уменьшением температуры. [c.26]

Разрушение при ползучести. В. И. Розенблюм (1957) получил решение задачи об определении времени до разрушения диска постоянной толщины с отверстием. В основу положены уравнения установившейся ползучести, распространенные на случай конечных деформаций, таким образом, рассмотрена схема вязкого разрушения. Л. М. Качанов (1960) рассмотрел на основе своей теории некоторые задачи о времени разрушения стержневых систем, сформулировал общую постановку задачи о движении фронта разрушения и определил время разрушения скручиваемого вала. Ю. Н. Работнов (1963) решил задачу о разрушении диска с отверстием по схеме хрупкого разрушения. При этом учитывалось влияние накопления поврежденности на скорость ползучести и, следовательно, на распределение напряжений. Позже Ю. Н. Работнов (1968) рассмотрел вопрос о влиянии концентрации напряжений на длительную прочность. При этом считалось, что распределение напряжений мало отличается от распределения напряжений в жестко-пластическом теле, но переменная величина степени поврежденности со фигурирует в условии пластичности, которое становится подобным условию равновесия неоднородной сыпучей среды. [c.149]

Благодаря исследованиям в этой области, возникающей на границе между молекулярной физикой, физикой твердого тела и физической и коллоидной химией, удалось установить ряд новых явлений, вызываемых адсорбционным взаимодействием деформируемых твердых тел с окружающей средой. К этим новым явлениям следовало бы прежде всего отнести такие, как структурные изменения деформируемых материалов и понижение-предела текучести под влиянием адсорбции, повышение скорости ползучести металлов, электрокапиллярный эффект облегчения деформации металлов и понижение усталостной прочности. [c.433]

Внешняя среда оказывает существенное влияние на механические свойства циркония при высоких температурах. Испытания на ползучесть при 1100—1300 С иодидного циркония показывают, что при вакууме 10 3 Па скорость ползучести остается постоянной в течение более 10 ч [c.89]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) подтверждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом. В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практически не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации па воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

Даже после рассмотренных систематических исследований многие вопросы остаются открытыми. Воздушная среда имеет тенденцию усиливать скольжение по границам зерен, но природа реакций с газовой фазой на этих границах и механизм усиления скольжения неизвестны. Точно так же механизм упрочняющего влияния поверхностной оксидной пленки и ее профиль по глубине еще требуют модельного описания в терминах толщин оксида я металла, компактности и адгезии оксида. Кроме того, если полагать, что само физическое присутствие окалины может вызывать упрочнение поверхностных зерен, то следует изучить состояние напряжения дальнего порядка, вызванного в подложке ростом пленки оксида или индуцированного термически, а также исследовать влияние этих напряжений на ползучесть и разрушение (см. табл. 5). Если рассматривать идеальный случай, когда напряжение сдвига на границе сплав/оксид передается сплаву как нормальное сжимающее или растягивающее напряжение, то элементарная механика предсказывает обратную зависимость скорости ползучести от диаметра образца. Этот эффект напряжения оксида также может либо складываться, либо конкурировать с другими поверхностными эффектами. [c.40]

Среда, в которой проводятся испытания, оказывает существенное влияние на полученные результаты. Так, согласно приведенным в работе [75] данным, снижение давления аргона в установке привело к резкому возрастанию скорости ползучести, а при испытании в вакууме появилась третья стадия ползучести (рис. 1.23). [c.68]

Среди других методов оценки накопленной деформации ползучести — правило временного упрочнения, правило деформационного упрочнения и правило относительной продолжительности. Правило временного упрочнения основано на предположении, что главное влияние на величину скорости ползучести оказывает продолжительность выдержки при заданных значениях температуры [c.446]

Внешний адсорбционный эффект ярко выявляется как при кратковременном, так и при длительном действии статических нагружений на металлические монокристаллы [101]. В этих случаях под влиянием поверхностно-активных сред предел текучести снижается почти вдвое по сравнению с нормальной величиной, определенной в неактивной среде кроме того, значительно увеличиваются пластичность монокристаллов и количество пачек скольжения. При длительном действии статического нагружения на металлические монокристаллы в поверхностно-активных средах скорость ползучести увеличивается в 10—20, а иногда и в 100 раз. [c.49]

Материалы могут быть в вязком состоянии, при котором их разрушению предшествует существенная пластическая деформация и соответствующие затраты механической энергии. Они могут быть в хрупком состоянии, когда их разрушению не предшествует существенная пластическая деформация и процесс разрушения протекает быстро. Их состояния могут быть и промежуточными, когда разрушения сопровождаются незначительными пластическими деформациями и развиваются с невысокими скоростями. При длительных и циклически меняющихся нагрузках медленно протекающие процессы изменения состояния материала порождают явления замедленных во времени усталостных разрушений. В случае длительных статических нагружений в условиях повышенных температур медленно протекающие процессы ползучести и изменения состояния материала являются причиной их замедленного во времени длительного статического разрушения. На состояние материала и его изменения в процессе эксплуатации может оказывать существенное влияние среда (например, поля радиации и высокочастотных механических колебаний). [c.5]

Троянский Е.А. Влияние окисных пленок на скорость установившейся ползучести. — В кн. Влияние физико-механической среды на жаропрочность металлических материалов. М. Наука, 1974, с. 121 — 125. [c.78]

Интересно было проследить влияние поверхностно-активной среды на ход реологической кривой. В качестве поверхностноактивной среды применялся 0,2%-ный раствор олеиновой кислоты в неполярном вазелиновом масле. Само неполярное вазелиновое масло не оказывало действия на механические свойства олова и свинца, как это было показано в контрольных опытах. Поверхностно-активная среда суш ественно влияет на ход кривых ползучести. Скорость установившегося течения возрастает, и вся кривая растяжения лежит выше кривой растяжения на воздухе при той же нагрузке. В соответствии с этим реологическая кривая оказывается как бы сдвинутой по оси напряжений влево — в сторону меньших напряжений, а каждому напряжению отвечает большая скорость течения, чем на воздухе (рис. 31, кривая 2). Однако линейная зависимость в области малых напряжений сохраняется. Предел ползучести при этом заметно уменьшается. Наибольшая пластическая вязкость также снижается, однако, незначительно (рис. 31, кривая 4). [c.63]

Основные физические уравнения, связывающие напряжения и деформации упруговязких сред, содержат фактор времени. Опыт показывает существенное влияние скоростей нагружения — фактора времени —на диаграммы а г, ползучести и релаксации. В качестве теории, описывающей процессы деформирования во времени, здесь принята наследственная теория вязкоупругости, построенная на основе принципа суперпозиции Больцмана (см. 1,8). [c.215]

При уменьшении скорости деформирования в материалах наблюдается общая тенденция к межзеренному разрушению, поэтому общим для разрушения при комнатной температуре (замедленное), в коррозионной среде (коррозия под напряжением) и при повышенной температуре (разрушение при ползучести) является преимущественно межзеренный излом. В двух последних случаях межзеренный характер разрушения облегчается существенной порчей границ зерен, происходящей в материале при высоких температурах и действии коррозионно-активных сред. Влияние скорости нагружения на характер разрушения можно проиллюстрировать табл. 3. [c.21]

На рис. 6.25 эти результаты представлены [27 ] в равномерно пропорциональном масштабе. Обнаруживается близкое совпадение экспериментальных данных с рассчитанными на основании уравнения (6.3) для частот нагружения 67 и 6,7 Гц. Однако при понижении частоты нагружения наблюдается зависимость скорости распространения трещины от времени нагружения, не обнаруживаемая при усталости при комнатной температуре. Эта зависимость от времени является довольно слабой, характеризуемой тем, что скорость распространения трещины увеличивается приблизительно в 10 раз при уменьшении частоты в 4000 раза. Укажем, что влияние частоты нагружения на зависимость этой скорости от времени довольно незначительно по сравнению с зависимостью от времени, обусловленной ползучестью. Кроме того, при 538 °С ползучесть практически не возникает. Поэтому можно считать, что зависимость скорости распространения трещины от частоты нагружения помимо ползучести обусловлена такими факторами, как деформационное старение и окружающая среда. [c.212]

Для исключения влияния скорости растяжения на деформационные характеристики фторопластов испытания проводили в режиме ползучести. Зависимость предельной деформации ползучести фторопластов от приложенной нагрузки представлена на рис. IV. 19. Резкое возрастание деформации ползучести начинается с некоторого значения напряжения, названного критическим напряжением скачка ползучести a ltp. Величина критического напряжения скачка ползучести используемая нами в качестве характеристики сопротивления деформированию, и максимальная деформация ползучести весьма чувствительны к действию жидких сред. [c.166]

Для изучения были взяты стали 12X1 МФ и 15X1М1Ф. Испытания проводились на десятикратных цилиндрических образцах диаметром 10 мм. С целью получения рекомендованной микроструктуры образцы подвергались термообработке, включающей нормализацию при 1020 °С и отпуск при 750 С. Испытания на ползучесть проводились в теплоизоляционной среде и без нее. Результаты испытаний представлены на рис. 1.7. Из сравнения результатов следует, что теплоизоляционные покрытия оказывают существенное.влияние на скорость ползучести перлитных сталей. Причины наблюдаемого явления связаны с тем [31], что, в отличие от испытаний в атмосфере воздуха, под теплоизоляцией не обеспечиваются условия для формирования на поверхности металла окисной пленки, способной его упрочнять.Отот эффект имеет место независимо от химического состава сталей.) [c.17]

В целях подтверждения гипотезы дивакансионного механизма обесцинкования сплавов Си—2п были проведены испытания на ползучесть латунных (70,2% Си—30,6% 2п) проволочных образцов при одновременном воздействии коррозионной среды. В результате установлено значительное влияние анодного растворения на скорость ползучести материала. Обнаруженное явление объясняется образованием в поверхностном слое материала дивакансий за счет коррозионного воздействия, которые, диффундируя в центральную часть образцов, облегчают процесс миграции дислокаций и как следствие пластическую деформацию материала. Полученные результаты могут считаться доказательством аналогичного влияния дивакансий на процесс увеличивающейся диффузии атомов 2п в сплавах Си—2п и на их обесцинкование. [c.217]

Скорость ползучести и длительная прочность. Результаты сравнительных исследований показывают, что эти свойства материала находятся во взаимнообратной зависимости, что согласуется с исходными представлениями о деформационном или псевдо-деформационном контроле разрущения, находящими свое выражение в соотнощениях типа (3). В то же время влияние окружающей среды само по себе оказывается связанным с наличием на поверхности металла оксидной пленки (окалины) с хорощей адгезией. Отметим, что отсутствие такой пленки может быть обусловлено проведением испытаний не только в вакууме, но и в агрессивных средах, активно разрушающих окалину. Кроме того, влияние внещней оксидной пленки становится менее существенным по мере уменьщения размера зерна или при возрастании роли какого-либо другого внутреннего фактора. [c.18]

Независимое изменение размеров зерна и образца в работе [172] позволило строго исследовать влияние на ползучесть такого параметра, как число зерен в поперечном сечении образца. Какой-либо четкой корреляции между этим параметром и скоростью ползучести ни на воздухе, ни в вакууме не наблюдалось. Однако в обеих средах почти при всех размерах зерна толстые образцы были более стойкими к ползучести, чем тонкие. При испытаниях на воздухе это явление можно объяснить возрастанием в случае тонких образцов относительного числа зерен на поверхности и, следовательно, вклада зернограничиых каналов для проникновения воздуха в материал. Этот эффект прямо конкурирует с упрочняющим влиянием окалины, которая способствует повышению сопротивления ползучести тонких образцов [115]. В то же время в случае вакуума более высокая стойкость толстых образцов к ползучести согласуется с представлением о наличии принципиально непрочного поверхностного слоя. В вакууме (10 торр) внешняя поверхность образца или детали ко] струкции покрыта адсорбированными газами, но не имеет окалины, поэтому может быть по природе менее стойкой, чем материал объема, например просто из-за отсутствия геометрических препятствий ползучести. [c.40]

В то же время в случаях ускоренного роста трещин при окислении предполагается [18—21, 173, 177], что стимулирующее влияние окисления на поверхностное растрескивание и распространение трещин аналогично некоторым механизмам коррозионного растрескивания, таким как расклинивающее действие окисла [102] или растрескивание путем разрушения поверхностной пленки и репассивации [101, 178—182]. В обоих случаях ускорение растрескивания объясняется усиленной напряжением коррозией, заключающейся в чередующемся разрущении оксидной пленки и последующем быстром окислении незащищенного металла. Повышение скорости ползучести в средах, содержащих Na l, объяснялось либо подобным же ускорением растрескивания [183], либо общей коррозией под действием Na l [40], либо одновременным действием обоих факторов [184]. В любом случае следовало ожидать уменьшения пластичности, что и наблюдалось в действительности [40]. [c.45]

Исследованиями роста трещин в суперсплавах показано, что воздух, точнее, кислород может существенно ускорить рост трещин ползучести или усталости по сравнению с их ростом в вакууме или в инертных средах. На рис. 9.7 показано, что у сплава 718 при 640 °С скорость роста трещины на воздухе примерно в 100 раз превышала эту скорость в среде гелия [18]. Сульфидосодержащие среды -оказывают еще более пагубное влияние. Если в гелиевую среду ввести очень малые количества HjS или SO2 растрескивание становится очень быстрым. Если к сульфидосодержащим средам добавляют соль, как это имеет место в смешанных средах, вызывающих горячую коррозию, повреждающее воздействие сульфидов значительно возрастает. Известно, что сера образует с никелем легкоплавкую эвтектику. Однако нет никаких дч- [c.324]

Таким образом, упрощенный вариант модели материала описывает основные эффекты, которые характерны для неупругого поведения конструкционного материала в неизотермических условиях. Среди этих эффектов следует отметить изменение предела текучести при изменении направления деформирования (эффект Баушингера) следование принципу Мазинга, распространенному на неизотерми-ческие условия циклическое изотропное упрочнение и разупрочнение материала неустановившуюся и установившуюся стадии ползучести при постоянной нагрузке взаимное влияние деформации ползучести и мгновенной пластической деформации изменение скорости ползучести при ступенчатом нагружении одного знака и знакопеременном нагружении обратную ползучесть в процессе разгрузки и в разгруженном состоянии релаксацию микронапряжений и возврат пластических свойств (отдых) материала влияние рекристаллизации на снятие изотропного упрочнения запаздывание изменения предела текучести в неизотермических условиях. [c.131]

Ранее этот метод использовали для сравнительного изучения влияния таких переменных факторов, как состав н структура сплава или добавки ингибиторов к коррозионным средам, а также для исследования комбинированного влияния состава сплава и коррозионной среды на разрушение в тех случаях, когда в лабораторных условиях не удавалось обнаружить растрескивания образцов прн нспытаннн по методу постоянной нагрузки или постоянной деформации. Таким образом, испытания при постоянной скорости деформации — относительно жесткий вид лабораторных испытаний в том смысле, что при нх применении часто облегчается коррозионное растрескивание, в то время как другие способы испытания нагруженных гладких образцов не приводят к разрушению. С этой точки зрения рассматриваемый способ испытания подобен испытаниям образцов с предварительно нанесенной трещиной. В последние годы многие исследователи поняли значение испыта-Н1и"1 с использованием динамической деформации и теперь представляется, что испытания этого типа могут применяться гораздо более широко благодаря своей эффективности, быстроте и более надежной оценке исследуемых вариантов. На первый взгляд, может показаться, что испытания образцов на растяжение при малой скорости деформации до их разрушения в лабораторных условиях имеют небольшое сходство с практикой разрушения изделий прн эксплуатации. При испытаниях по методу постоянной деформации и методу постоянной нагрузки распространение трещины также происходит в условиях слабой динамической деформации, в большей или меньшей степени зависящей от величины первоначально заданных напряжений. Главное заключается во времени испытаний, в течение которого зарождается трещина коррозионного растрескивания, и в структурном состоянии материала, определяющем ползучесть в образце. Кроме того, появляется все [c.315]

С нашей точки зрения, снижение критической деформации в агрессивной среде в первую очередь связано с увеличением темпа развития повреждений и, как следствие, с ростом скорости деформации в режиме ползучести (см. раздел 3.3). Уменьшение критического уровня повреждаемости при кавитационном разрушении маловероятно, так как на критическое событие — слияние микропор, обусловленное пластической неустойчивостью, — не будет оказывать влияние когезивная прочность материала. Итак, предположим, что критическая повреждае- [c.167]

Свойства упрочняемых з -фазой суперсплавов, таких как Rene 95, весьма чувствительны к скорости охлаждения после растворяющего отжига. Скорость охлаждения определяется закалочной средой и толщиной поперечного сечения материала. В работе [28] показано, что скорость охлаждения оказывает значительное влияние на размер г -выделений и характеристики разрушения при растяжении и ползучести при термообработке дисков из Rene 95 по трем режимам [c.245]

Состав газовой среды также может существенно влиять на жаростойкость и жаропрочность сплавов Наличие в сре де агрессивных компонентов (например, соединений, содержащих серу ванадий галогены щелочные металлы) вызывает образование легкоплавких или летучих соединений, разрушает защитные окис ные пленки, способствует развитию ло кальных видов газовой коррозии Кроме того, во многих случаях газовая сре да воздействует на сплав не в ста ционарных условиях а динамически т е на поверхность стали действуют скоро стные газовые потоки скорость которых может составлять сотни и тысячи метров в секунду Такие условия работы характерны, например для лопаток газовых турбии деталей обшивки скоростных самолетов и ракет Под влиянием скоростных газовых потоков усиливаются как процессы ползучести (рис 175), так и процесс коррозионно эрозионного разрушения поверхности что связа но с усилением избирательности газовой коррозии эрозионным разру шеинем окисных пленок деформацией и дополнительным разогревом тонких поверхностных слоев при трении среды о поверхность вибра ционными нагрузками переменной частоты и другими эффектами Вследствие этого снижается эксплуатационная стойкость де талей [c.294]

Простейшие подходы к описанию разрушения, рассмотренные в главе АЗ, мало применимы при сложных программах изменения нагрузки и температуры в цикле, даже в случае регулярного циклического нагружения, которое в основном рассматривается ниже. Особенную трудность представляет отражение влияния ползучести при выдержках в полуциклах. Для его моделирования могут быть использованы методы разделения размаха (см. разделы А6.1, А6.2 — последний включает дополнительный учет взаимного влияния разных видов накапливаемого повреждения). Более традиционно для феноменологического описания использование уравнения состояния, в соответствии с которым скорость накапливаемого повреждения представляет собой функцию текуш,его состояния материала. Главная трудность при этом заключается в выборе параметров состояния, оп-ределяюш,их достоверность и удобство модели. В разделе А6.3 рассматривается такая модель, основанная на параметрах, выявленных благодаря анализу структурной модели среды (см. гл. А5). Раздел А6.4 затрагивает сложную проблему моделирования процесса распространения треш,ин малоцикловой усталости. Эта проблема тесно связана с проблемой образования макротреш,и-ны, которой посвяш,ена первая часть главы. [c.213]

История изменения напряжения, температуры, пластической деформации и деформации ползучести в течение цикла может быть весьма разнообразна. Для отражения ее влияния на число циклов до разрушения внешних параметров цикла (например размаха деформации) оказывается в обш ем случае недостаточно. Здесь физически более оправданными представляются феноменологические модели другого типа в них рассматривается эволюция параметра повреждаемости (кинетика накопления повреждений) в течение каждого цикла в зависимости от те-куш их значений параметров состояния. Однако при этом сразу же возникают серьезные трудности обычные параметры состояния (напряжение, параметр Удквиста) не позволяют объяснить даже известную эмпирическую формулу Коффина, относяп] ую-ся к испытаниям простейшего типа. Это препятствие удается преодолеть при использовании структурной модели, выявившей два новых параметра состояния, связанных именно с циклическим деформированием. В принципе подобия (см. разд. А5.3) этими параметрами определяется текуш ая скорость неупругого деформирования в цикле. Их можно интерпретировать как относительное число вошедших в неупругое деформирование состав-ляюш их микрообъемов среды и их относительную нагружен-ность. Эти характеристики достаточно просто отражаются в макроскопических величинах С = /%/е характеризует первый параметр, 0(/-, 8>., 9у) — второй. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...