Изменение структуры при ползучести

Изменение структуры при ползучести [c.382]

Разрушение при термической усталости может быть обусловлено как усталостью, так и ползучестью в зависимости от прочностных и пластических свойств материала, температурных, нагрузочных и временных характеристик цикла, структурных факторов и т. п. Напряжения, действующие в материале при максимальной температуре, вызывают изменение структуры свойственное ползучести, а циклическое воздействие температурных напряжений обусловливает возникновение процессов, характерных для усталости. [c.8]

А) при 250° С.] С увеличением напряжений или понижением температуры размеры ячеек уменьшаются. При высоких температурах (350—400°С) и низких напряжениях закономерности изменения дислокационной структуры при ползучести отличаются от описанных. [c.383]

В действительности различие параметров, определяемых тремя указанными методами, не соответствует в. достаточной степени описанным выше основным факторам, характеризующим зависимость скорости ползучести от напряжения и температуры, и не позволяет выявить превосходство того или иного метода. Этот факт обусловлен тем, что указанные параметрические методы используют для анализа сложных реальных сплавов. Другая причина заключается в том, что долговечность прогнозируется с определенными предположениями о влиянии изменения структуры при длительной эксплуатации. [c.78]

Следует признать, что пока нет еще метода, который позволил бы достаточно объективно и надежно оценить поврежденность металла, накопленную в эксплуатации. В комплекс показателей, на которые следует ориентироваться при определении надежности дальнейшей работы паропровода, должны входить результаты измерения ползучести в эксплуатации изменения состава карбидного осадка изменения структуры отношение временного сопротивления при рабочей температуре к временному сопротивлению при комнатной температуре отношение истинного сопротивления разрыву к временному сопротивлению при комнатной температуре, а также соответствие механических свойств при комнатной темпе- [c.254]

При повышенных температурах возникает явление ползучести материала, которое, как известно, приводит с течением времени изменению напряженного состояния тела от начального упругого к состоянию установившейся ползучести. Точное решение конкретных задач с учетом ползучести связано с большими математическими трудностями (сложная структура уравнений ползучести и большого разброса данных). Поэтому при решении рассматриваемой задачи будем исходить из более простых приближенных формулировок основных уравнений теории ползучести. [c.21]

Для предотвраш,ения аварий паропроводов, работающих при температуре 450° С и выше, из-за остаточных деформаций, возникающих вследствие ползучести в металле труб, а также нестабильности структуры, необходимо иметь тщательное и систематическое наблюдение за ростом остаточных деформаций и изменением структуры металла (ВП, приложение 1). [c.297]

Термическая усталость является результатом сложного процесса изменения структуры материала, накопления повреждений в условиях термопластического деформирования. Механизм пластической деформации при термической усталости в зависимости от материала, максимальной температуры цикла, температурного интервала и других факторов имеет в той или иной мере сходство с аналогичными механизмами деформирования при явлениях ползучести и усталости [2, 39]. [c.8]

Суммирование долей повреждаемости при ползучести и термической усталости в общем виде имеет нелинейный характер. Это обусловливается взаимным влиянием каждого из рассматриваемых процессов на разных стадиях деформирования и разрушения и связано как с различиями в изменении структуры металла при ползучести и термоусталости, так и с уровнем температурных, силовых и деформационных параметров. [c.52]

Не останавливаясь на основных механизмах деформирования и разрушения металлов при высокотемпературной ползучести и механической усталости при низких и повышенных температурах [2], рассмотрим результаты исследований изменения структуры и физико-механических свойств металлов в режимах кратковременного и длительного термоциклического и комбинированного нагружения с ползучестью. [c.102]

Можно предположить, что падение относительной плотности при ползучести связано или со вторичным растворением карбидной фазы, или с развитием повреждений во всем объеме металла (образование пор). Уменьшение относительной плотности за счет изменений в дислокационной структуре происходит в значительно меньшей степени. [c.109]

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]

Структура металла играет существенную роль как при учете дислокационного механизма ползучести,. так и при учете диффузионных процессов. При этом возможна ситуация, когда изменение структуры, выгодное с точки зрения дислокационного механизма, может оказаться не выгодным с точки зрения развития или торможения диффузионных процессов. [c.393]

Оценка работоспособности сварных конструкций, предназначенных для высокотемпературного использования, представляет весьма сложную проблему, охватывающую комплекс лабораторных и стендовых испытаний с учетом опыта эксплуатации. Большое число различных факторов, определяющих поведение материалов и их сварных соединений при высоких температурах — развитие процесса ползучести, изменение структуры и свойств во времени, возможность хрупких межзеренных разрушений и другие особенности высокотемпературного деформирования — не позволяет ограничиться проведением лишь определенной узкой группы испытаний, а требует постановки широкого исследования, охватывающего оценку основных свойств жаропрочности. [c.104]

В связи с изложенными факторами проводят эксплуатационный контроль температурного режима, термических перемещений и со стояния металла. Эксплуатационный контроль металла включает наблюдение за ростом остаточной деформации, изменениями структуры и механических свойств, состоянием сварных соединений и сохранением сплошности металла в местах конструктивных и эксплуатационных концентраций напряжения. Возможности эксплуатационного контроля металла должны быть предусмотрены при проектировании, монтаже, ремонтах и эксплуатации теплосилового оборудования. При длительной эксплуатации при высоких температурах я давлении свойства металла паропроводов и котлов изменяются, что проявляется в развитии процесса ползучести, окалинообразования, усталости, коррозии, эрозионного износа, а также в снижении работоспособности. Эксплуатационный контроль металла котлов и трубопроводов проводят в соответствии с требованиями Инструкции по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов И 34-70-013—84 Минэнерго. [c.210]

Разориентация, как правило, увеличивается с ростом деформации и может достичь настолько больших значений (0>15°), что правильнее будет говорить уже о зернах, чем о субзернах. При повышении температуры и приложенного напряжения границы с большими углами могут мигрировать, образуя новую структуру рекристаллизованных зерен. Явление изменения структуры зерен в процессе ползучести называется динамической рекристаллизацией. [c.191]

Опубликованные результаты измерения скорости ползучести в зависимости от среднего размера зерен при дислокационной ползучести сильно различаются, а многие противоречивы [107]. В некоторых работах указывается, что скорость установившейся ползучести с возрастанием среднего размера зерен падает В других установлено, что скорость ползучести зависит от среднего размера зерен d немонотонно с возрастанием d сначала уменьшается, достигает минимума, а затем опять возрастает [108]. Опубликованные данные не позволяют уверенно сделать вывод, влияют ли на скорость ползучести изменения структуры, являющиеся следствием разных обработок, использованных для получения разных размеров зерен [107]. При изменении среднего размера зерен могут измениться а) тип и степень преимущественной ориентации (текстуры), б) распределение примесей, в) геометрия и регулярность границ зерен, г) плотность и распределение дислокаций. [c.63]

Из рисунка видно, что энергия дефекта упаковки, измеренная при комнатной температуре и уменьшающаяся в отношении 20 1 с изменением концентрации алюминия от О до 16 ат. %, не оказывает на нормированную скорость установившейся ползучести кТ/О СЬ существенного влияния. Изучение дислокационной структуры, образующейся при ползучести рассматриваемых твердых растворов до наступления стадии установившейся ползучести, показало [115], что этот факт можно объяснить снижением энергии дефекта упаковки с возрастанием температуры, которое происходит тем быстрее, чем выше энергия дефекта упаковки при комнатной температуре. Так, твердый раствор Си-1б А при гомологических температурах выше 0,5 в процессе ползучести вел себя так, как будто имел энергию дефекта упаковки ур, близкую к энергии дефекта упаковки чиСтой меда. Температурная зависимость энергии ур твердых растворов алюминия в меди была позже доказана прямыми измерениями [ Пб]. Точно так же еще раньше экспериментально было установлено [117] увеличение с ростом температуры для твердых растворов кобальта в никеле. Возможность возрастания энергии ур твердых ГЦК-р астворов при повышении температуры нельзя не учитывать при рассмотрении влияния энергии дефекта упаковки на скорость ползучести. Нель- [c.67]

При высокой температуре среды резко понижается прочность, а следовательно, и допускаемое напряжение металла трубопроводов. При длительной работе трубопровода с температурой среды выше 450° С возникают явление ползучести металла и изменение его структуры (строения). Ползучесть металла выражается в том, что под воздействием высокой температуры упругие деформации в металле начинают переходить в остаточные при неизменном давлении среды. В результате этого наружный диаметр трубы увеличивается, и при прекращении воздействия давления на трубу (при выключении трубопровода) ее наружный диаметр не принимает первоначального размера. [c.147]

При ползучести должно происходить изменение структуры, обусловленное изменением параметров gi, Предполагается, что изменение структуры аналитически описывается следующим кинематическим уравнением 168] [c.362]

Попзучесть Изменение структуры при ползучести Диффузионная ползучесть 0 Диффузия и жаропрочность Структура и жаропрочность ф Разрушение при высоких температурах [c.379]

Дорн и Шерби с сотрудниками исследовали зависимость параметра Z при высокотемпературной ползучести (при температурах >Tfnl2) алюминия и алюминиевых сплавов от напряжения и деформации [26, 27, 31—34]. Они установили, что эта зависимость выражается уравнениями (3.14) и (3.15). На рис. 3.21 показаны результаты испытаний на ползучесть чистого алюминия (АЯс = 142 кДж/мол) при высоком уровне напряжений. По оси ординат отложены величины произведения параметра Z, определяемого уравнением (3.20), и зависящего от напряжения члена е Р". В качестве коэффициента р использовали величину р, опреде ленную путем описанных выше испытаний на ползучесть с резким изменением напряжения (при р — 1/390-7 кПа , р = 1/191 X X 7 кПа) [35, 36]. При этом параметр S выражает только изменение структуры при ползучести. [c.69]

Ползучесть зависит от факторов структуры второго порядка псриыи порядок структуры пористость, величина и размер пор ири небольшом сравнительно изменении указанных величин практически ис влияют на ползучесть [93, 104—106]. Однако изменение пористости при ползучести происходит по-разному у шамотных огнеупоров пористость и газопроницаемость в результате ползучести, как правило, уменьшаются, а у магнезиальных — остаются без изменения. Функция структуры f s) отражает влияние структуры на кажущуюся вязкость, которая может быть вычислена по ползучести с помощью формулы И. В. Соломина [c.171]

Анализ характера влияния процессов изменений структуры при длительном старении на свойства различных жаропрочных сплавов свидетельствует о различиях этих влияний на сопротивление упругопластическому (мгновенному) деформированию и сопротивление ползучести. Иллюстрацией сказанному служат результаты исследования деформационного рельефа и длительной прочности стали И787 в исходном состоянии и после 50 ООО ч старения при 650 С в сопоставлении с результатами определения механических свойств этой стали (см. рис. 3.10). [c.258]

Необходимо указать также факторы, связанные с технологическими особенностями проведения ВМТО. Определенный вклад в получаемый эффект упрочнения дает текстурованность материала, подвергнутого прокатке [71, 72]. Деформация в области высоких температур (1000° и выше) может привести в некоторых случаях к возникновению субструктуры в результате диффузионного перераспределения дефектов кристаллической решетки. Такие изменения в тонкой кристаллической структуре, если они протекают во всем упрочняемом объеме, должны оказывать благоприятное действие, когда при ползучести развивается преимущественно внутризеренная пластичность, однако опыты [87] показывают, что субструктура образуется главным образом у границ зерен, а это еще раз свидетельствует о более интенсивной пластической деформации в этих областях при задаваемых режимах ВМТО. [c.49]

Под действием высоких температур и напряжений в металле происходят изменения в дислокационной структуре, характерные для процесса ползучести накопление хаотически расположенных дислокаций с высокой плотностью распределения, перераспределения дислокаций с образованием ячеистой субструктуры с клубковыми субграницами, декорированными дисперсными карбидами. Деформационные процессы при ползучести оказывают влияние на коррозионные свойства стали. [c.62]

При испытаниях облученного графита на ползучесть вне реактора наблюдалась ограниченная скорость ползучести [33]. Однако она сильно увеличивалась при облучении графита под нагрузкой. Для изучения крип-повых явлений в реакторе проводились опыты при постоянной нагрузке и постоянной деформации [137]. Результаты указывали, что графит, обладавший относительно искаженной структурой, релаксирует больше, чем графит, имеющий более упорядоченную структуру. При анализе этих данных было сделано предположение, что механизм, объясняющий наблюдавшуюся пластичность, не должен зависеть от температуры, а также от изменений модуля сдвига [137 ]. Изменение модуля, следовательно, должно быть одинаковым независимо от того, деформировался образец во время облучения или нет. В таком случае маловероятно, чтобы пластичность объяснялась сдвиговыми явлениями. Скорее можно предположить, что ползучесть под облучением является следствием радиационного отжига, который обсуждался выше. Принимая во внимание, что миграция атомов, происходящая вдоль границ кристаллитов, обусловливает деформацию, можно объяснить, почему пластичность больше для менее гра-фитизированных материалов. Эти положения подтверждаются предварительными результатами некоторых исследований [137]. [c.193]

Металл под воздействием длительного пребывания при высокой температуре может сильно ивменить свою структуру и свойства. В процессе эксплуатации может происходить сфероидиза-ция карбидов, обеднение феррита карбидообразующимн элементами, графитизация, обезуглероживание и т. д. Эти изменения структуры вызывают увеличение скорости ползучести и сокращают срок службы. Поэтому необходим периодический контроль структуры и свойств металла паропроводов и сварных соединений. [c.228]

Юнг и Ратенау [293] обнаружили, что трансформационная деформация пропорциональна объемному эффекту AWF превращения и обратно пропорциональна прочностным свойствам материала при температурах фазового превращения. Механические свойства металла являются струк-турно-чувствительными характергютиками и с изменением упаковки атомов меняются. Естественно ожидать, что с появлением внутренних напряжений, связанных с изменением объема или формы превращенной области, деформация будет неоднородной преимущественно должна деформироваться фаза с более низким сопротивлением деформации. В железе, например, предел текучести аустенита значительно выше, чем у феррита, а скорость ползучести на установившейся стадии при 910° С почти в 200 раз меньше [365]. Поэтому преимущественно при фазовом превращении должен деформироваться феррит. О развитии пластической деформации в момент полиморфного превращения свидетельствуют приведенные выше данные об изменении структуры, связанном с накоплением дислокаций и развитием субструктуры феррита. [c.71]

Хотя в процессе испытаний резко изменяют температуру, можно считать, что структура при этом не изменяется. Такие испытания на ползучесть с резким изменением температуры осуществил Дорн на чистом алюминии, для которого ранее исследовали зависимость е—9 (рис. 3.25), при этом величина AH оказалась 30 300 и 31 500 кал/мол. Величина АЯс, использованная для расчета нараметр-а 0, несколько больше указанных значений, но близка к ним. Поэтому ясно, что при высокотемпературной ползучести в этом случае величина АЯс почти не зависит от напряжения, темпертуры и структуры. [c.75]

В процессе длительной эксплуатации при ползучести в стали 15Х1М1Ф происходят структурные изменения, характеризующиеся обеднением твердого раствора, изменением фазового состава карбидов с коагуляцией карбидных частиц, типичные процессы сфероидизации продуктов распада упрочняющей фазы, изменение плотности дислокаций. Одновременно развивается микроповреждаемость металла, которая может быть схожа с характером повреждаемости стали 12Х1МФ для структуры отпущенного бейнита (линия 2, см. рис. 1.6). [c.26]

В процессе эксплуатации при ползучести металл 3TBp сохраняет свое мелкозернистое строение и феррито-карбидную структуру с перекристаллизованным перлитом, однако отмечаются структурные изменения в виде [c.56]

Для непосредственного изучения структурных изменений, происходящих при нагреве и охлаждении материалов, применяют высокотемпературные микроскопы. С их помощью можно осуществлять прямое наблюдение процессов рекристаллизации, роста зерен, фазовых превращений, а также некоторых поверхностных явлений. С целью расширения исследовательских возможностей высокотемпературные микроскопы часто используют в комплекте с устройствами,. позволяющими одновременно подвергать образцы различным видам нагружения (растяжению, сжатию, изгибу, ползучести, усталости), измерять микротвердость и регулировать в широких пределах скорости деформации, нагрева и охлаждения. Такие Зютановки позволяют получать ценную информацию о механизмах пластической деформации и разрушения, взаимосвязи между структурой н свойствами исследуемых материалов. [c.33]

С другой стороны, у пластичных дисперсных систем даже в условиях ползучести, следовательно, при очень низких напряжениях могут происходить изменения структуры, а именно совершается их упрочнение [21 ]. Оно проявляется не только, как указывалось выше, в значительном уменьшении их способности давать необратимые деформации, но также и в некотором снижении величии обратимых деформаций. Скорость процесса упрочнения повышается с увеличением х, соответственно уменьшается время достижения предельно упрочненного состояния. Под влиянием упрочнения при т = onst вязкость необратимой ползучести увеличивается до некоторого постоянного значения, которому отвечает установившийся режим натекания необратимых деформаций. В зависимости от величины т вязкость может быть как ньютоновской, так и неньютоновской. Отсюда вытекает очень важное заключение, что постоянная вязкость может описывать такую совокупность состояний материала, достижение которых в процессе деформирования, однако, сопряжено при каждом т = onst с изменением его структуры. Сказанное можно обобщить еще далее. Дело в том, что известны такие пластичные дисперсные системы, которые при невысоких напряжениях сдвига являются линейными телами как по отношению к чисто упругим деформациям, так и по отношению к необратимой ползучести, хотя они упрочняются при деформиро. 102 [c.102]

Согласно [225], в стали 12Х1МФ на второй стадии ползучести характер распределения микропор по размерам не изменяется, но увеличивается число микропор. Изменение структуры и развитие повреждаемости в стали приводит к изменению механизма разрушения. В стали 12Х1МФ это изменение механизма разрушения при 540 С начинается с наработки труб более 60000 ч [65]. [c.355]

Наиболее важная микроструктурная- перестройка, которая происходит в процессе ползучести, заключается в образовании разориентированных субзерен (полигонизация), разделенных стенками дислокаций. Стенки образу ются от перераспределения геометрически необходимых дислокаций, которые согласовывают пластические несовместимости между зернами или между образцом из монокристалла и наковальнями. Субзерновая структура находится в состоянии динамического развития. Образующиеся стенки дислокаций мигрирует под действием напряжения и разрушаются. Резо-риентация стенок увеличивается с ростом деформации до тех пор, пока в результате их вращения без миграции не установится рекристаллизован-ная зерновая структура. При более высоких значениях напряжения и температуры увеличиваются силы, вызывающие миграцию границ, а также их подвижность, и границы могут мигрировать. Размер как субзерен, так и рекристаллизованных зерен зависит от приложенного напряжения и уменьшается по мере его возрастания. Эмпирические соотношения между размером зерен или субзерен и напряжением устанавливаются экспериментально и используются для того, чтобы восстановить напряжение, которое вызвало естественное деформирование горных пород. Однако представление о том, что размер субзерен или зерен равновесен при Данном напряжении, не обосновано. Размер субзерен не является независимой переменной и не оказывает существенного влияния на скорость ползучести, если только он не зафиксирован каким-либо образом. Преобразования зерен в результате динамической рекристаллизации, по-видимому, недостаточно, чтобы вызвать изменение механизма ползучести от описываемого степенной зависимостью до диффузионной ползучести. [c.190]

Определим динамическую рекристаллизацию как процесс вызванного деформацией преобразования размеров зерен, их формы или ориентации при небольших химических изменениях (либо при их отсутствии) [294]. Поскольку изменение структуры зерен обычно наблюдалось после высокотемпературной деформации в металлах, которые также легко рекрйсталлизу-ются статически (см. 2.3.2), существование рекриста.11лизации в процессе ползучести или при постоянной скорости деформации долгое время отрицалось. Сейчас общепризнано, что появление "рекристаллизации в металлах, минералах и органических кристаллах можно, проследить оптическими методам и непосредственно [366, 240] или по ее влиянию на Кривые ползучести или кривые напряжение — деформация (рис. 6.8 — 6.10). [c.201]

Влияние толщины пленки на упрочнение было замечено еще в 1934 г. [1, 18]. С увеличением толщины пленки эффект упрочнения возрастает, но не прямо пропорционально, как это предполагали Коффин и Вайман [19]. Так, например, пленка толщиной в 20 атомных слоев [18] увеличивала напряжение сдвига монокристал-тов кадмия на 50%, а дальнейшее повышение толщины пленки до 1000 атомнь)х 1слоев приводило к увеличению напряжения сдвига только на 150%. Увеличение аффекта упрочнения цинка пленками золота, окиси цинка и свинца [25] наблюдалось при увеличении толщины пленки только до 5 10 м. Исследованию влияния толщины окисной пленки на предел и скорость установившейся ползучести технического алюминия посвящена работа [21]. Испытаниями образцов с диаметрами 1,45 1,01 и 0,8 мм при напряжении 73 МПа при комнатной температуре установлено резкое повышение сопротивления ползучести при увеличении толщины пленки до 25 мкм, а затем скорость ползучести начинала увеличиваться, но менее интенсивно, чем было ее падение. Такое влияние слоя окислов авторы работы связывают с изменением структуры пленки и характера напряженного состояния образца, а также с уменьшением диаметра металл и чес ко о сердечника при наращивании окисных 11ленок различной толщины. Последняя причина повышения сопротивления ползучести обсуждалась в [22] и была отвергнута как несостоятельная. [c.9]

В ВВОДНОЙ главе (разд. 1.3) приведена деформационная карта для никеля. Эта деформационная карта, взятая из работы Эшби и Фроста [26], определяет для данного среднего размера зерен й =1,0 мм области внешних условий, при которых в процессе ползучести никеля действуют различные деформационные механизмы дислокационное скольжение, происходящее без заметного участия возврата дислокационная ползучесть, контролируемая диффузией вдоль Ядер дислокаций дислокационная ползучесть, контролируемая объемной диффузией, диффузионная ползучесть, осуществляемая направленной полем напряжений диффузией вакансий либо по границам зерен (ползучесть Кобле), либо в объеме (ползучесть Набарро - Херринга)" .В предыдущих главах подробно обсуждены все эти типы ползучести. Как уже упоминалось в разд. 1.3, первые деформационные карты опубликовал Эшби [24], который исходил из идеи Виртмана о "диаграмме ползучести" [25]. Работа Эшби дала импульс к составлению карт для многочисленных металлических материалов (см,, например, [320-322]). Деформационные карты, с одной стордаы, демшстрируют состояние знаний о механизмах ползучести соответствующих материалов и, с другой стороны, позволяют прогнозировать механизм, который при данных внешних условиях будет определять скорость ползучести. Их Практическое значение заключается, кроме всего сказанного, в том, что они дают возможность направленного изменения структуры с целью повышения при определенных условиях сопротивления ползучести. [c.198]

Если в процессе эксплуатации паропроводные трубы вследствие ползучести накопили остаточную деформацию более допустимой или произошло сильное изменение их структуры и свойств, то такие трубы заменяют или подвергают восстановительной термической обработке. В результате термической обработки устраняются те глубокие изменения структуры и свойств, которые обусловлены процессами ползучести и старения металла в эксплуатации. Оптимальный режим восстановительной термической обработки для сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ — нормализация (нагрев до 950— 1010 °С, выдержка 30—45 мин) и самоотпуск (охлаждение под слоем асбеста). При нагреве под нормализацию и во время выдержки происходит полная перекристаллизация [c.249]

В процессе нагрева, выдержки, при высокой температуре и последующего охлаждения перлитных сталей после длительной эксплуатации происходят превращения, аналогичные тем, которые наблюдаются в этих сталях до эксплуатации. Но длительная эксплуатация при высокой температуре и напряжения, вызывающие ползучесть, определяют глубокие изменения микроструктуры и субструктуры, которые накладывают определенный отпечаток на процессы фазовых превращений. Коагуляция карбидов, него-могенность твердого раствора, наличие дислокационной структуры, вызванной ползучестью, и пористости также определяют особенности фазовых превращений, которые протекают при восстановительной термообработке. [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...