Механизм деформации при ползучести

Однако, хотя данные, приведенные на рис. 3.6, подтверждают это положение, во многих случаях соотношение между указанными параметрами при обоих уровнях напряжений можно выразить [21] с помош,ью одного уравнения (3.16). Оно при ао < 0,8 становится адекватным уравнению (3.14) = В], при аа > > 1,2 — уравнению (3.15) [В72 = В, аа = В]. Таким образом, тот факт, что вид уравнения, определяющего зависимость скорости ползучести от напряжения, при различных напряжениях отличается, не обязательно связан с изменением механизма деформации при ползучести. [c.67]

Описанный выше способ определения внутренних напряжений при ползучести позволяет эффективно исследовать механизм деформации при ползучести. Кроме того, он дает возможность рассмотреть деформационное поведение материала при ползун чести при переменном напряжении или переменной температуре. Также можно ожидать, что этот способ окажется эффективным средством исследования и анализа проблем деформации и разрушения при наложении ползучести и усталости, а также проблемы сопротивления термической усталости. [c.73]

Глава 4 МЕХАНИЗМ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ [c.94]

Испытания на релаксацию проводятся отдельно от испытаний на ползучесть, так как механизм пластической деформации при релаксации, по-видимому, отличен от механизма пластической деформации при ползучести. Широко применяется кольцевой метод испытаний, когда в качестве образца используется разрезанное кольцо, рабочая часть которого имеет форму бруса равного сопротивления изгибу [12, 111]. Достаточно широко проводятся испытания на релаксацию с применением прямых стержневых образцов. Кривые релаксации большей частью дают в полулогарифмических координатах логарифм напряжения-время (см. рис. 4), согласно предложению И. А. Одинга и В. 3. Цейтлина. [c.441]

На зависимостях логарифма скорости ползучести от логарифма напряжения в обоих случаях выявлены резкие переломы, связанные с изменением механизмов деформации. При этом при прочих равных условиях перелом на кривой зависимости для образцов, испытанных в теплоизоляционном покрытии, фиксируется при меньшем напряжении, чем для 30 [c.30]

Результаты рассмотренного исследования позволяют не только объяснить механизм возникновения приграничных полос локализованной деформации при ползучести поликристаллов, но и более четко представить природу стадийности деформации при ползучести. По мнению авторов [55], рассмотренный в работе механизм стадийности ползучести поликристаллов имеет общий характер, хотя конкретный спектр аккомодационных механизмов локализованной деформации вблизи границ раздела может существенно зависеть от типа материала, его предварительной обработки, условии нагружения. [c.115]

Рассмотрим механизм накопления пластической деформации при ползучести и накоплении повреждений кристаллической решетки, приводящих в конечном счете к разрушению от исчерпания длительной прочности. [c.26]

Диффузионный механизм пластической деформации при ползучести может быть преимущественным при температурах выше 0,5 Т .ц. Вклад его в общую деформацию относительно тем больше, чем ниже напряжение. [c.28]

При относительно низких температурах и высоких напряжениях накопление деформации при ползучести происходит путем сдвигов и в конечном счете путем перемещения дислокаций. При высоких температурах и малых приложенных напряжениях основным механизмом накопления пластической деформации служит диффузионная подвижность атомов. И в этом, и в другом случае поверхностные слои должны служить местом образования первых трещин. [c.31]

Для того, чтобы перейти к анализу разрушения при ползучести, необходимо рассмотреть механизм стадии повреждаемости при длительной высокотемпературной деформации. Как известно, повреждаемость при ползучести связана с порообразованием на фаницах зерен, инициируемом коллективными дислокационными процессами. Они так или иначе зависят от термически-активируемых процессов скольжения и переползания дислокаций с развитием диффузии по дислокационным трубкам или объемной диффузии. Экспериментальные данные, накопленные к настоящему времени, позволяют составить иерархическую последовательность (рисунок 4.34) включения механизмов пластической деформации в зависимости от параметра ре, характеризующего эффективную энергию активации в терминах К. [c.316]

Уравнение (18.4.1) иногда называют уравнением состояния при ползучести, но этот термин в теориях, использующих термодинамику, имеет несколько иной смысл. Существенно подчеркнуть, что параметром упрочнения является именно деформация ползучести р в ранних работах эта оговорка часто не делалась и за параметр упрочнения принималась полная деформация (иногда за вычетом упругой части). Опыты показывают, что мгновенная пластическая деформация, если она невелика—порядка 1—2%,— не оказывает упрочняющего влияния на последующую ползучесть. Это можно объяснить некоторой разницей механизма мгновенной пластической деформации и пластической деформации, происходящей в процессе ползучести. В первом случае, если пластическая деформация невелика, она происходит в результате локализованного скольжения по пачкам плотно расположенных плоскостей скольжения в кристаллических зернах, при этом большая часть объема металла остается недеформированной, а следовательно, неупрочненной. Ползучесть происходит в результате скольжения по атомным плоскостям, распределенным по объему равномерно и на близких расстояниях величина сдвига в каждой плоскости невелика, но достаточна для создания равномерного упрочнения. [c.621]

Труднее объяснить часто наблюдаемые переходы между поведением I и II типов, вызванные изменениями температуры п приложенных напряжений. Наиболее вероятно, что такие переходы обусловлены многочисленными переменными параметрами, связанными с типом и морфологией оксида, механизмом ползучести и составом сплава. Например, можно ожидать, что толстые окалины, образующиеся при высоких температурах на стойких к окислению сплавах, особенно с высоким содержанием хрома или алюминия, будут повышать сопротивление ползучести на воздухе. Высказывались предположения, что изменение типа поведения с температурой отражает переход от высокотемпературного упрочнения, связанного с окалиной, к отрицательному воздействию адсорбции газов (особенно в вершинах трещин) при более низких температурах [23—27]. В то же время изменения температуры могут оказывать и косвенное влияние, изменяя преобладающий тип ползучести [1—6]. Это может быть причиной и переходов, вызванных изменением уровня проложенных напряжений [1-6]. Действительно, в состоянии очень высокого напряжения может отсутствовать стадия установившейся ползучести и тогда по существу мы наблюдаем влияние среды на режим ускоренной ползучести или на разрушение материала. В связи с этим следует заметить, что, к сожалению, большинство исследований коррозионной ползучести, а также и большинство технических испытаний на ползучесть [1-6] не сопровождаются непрерывной регистрацией деформации при определении времени до разрушения (длительной прочности). [c.41]

Если в процессе высокотемпературной ползучести, протекающей при определенном растягивающем напряжении а, меньшем предела текучести при растяжении, осуществляется кратковременная перегрузка сжимающей силой так, чтобы напряжение сжатия превысило соответствующий предел текучести при сжатии, а дальше напряжение возвращается к прежней величине ст, то возникшая в момент перегрузки мгновенно-пластическая деформация сжатия влияет на дальнейшее развитие деформаций ползучести. На протяжении некоторого отрезка времени после возвращения напряжения к прежней величине а скорость вязкопластического деформирования оказывается выше соответствующей скорости до перегрузки, которая создает таким образом раз-упрочняющий эффект (рис. 1.21). Вместе с тем, аналогичная перегрузка растягивающей силой вызывает эффект незначительного временного упрочнения. На этом примере видно, что механизмы мгновенно-пластического и вязкопластического деформирования могут определенным образом взаимодействовать друг с другом. Мгновенно-пластические деформации должны отражаться также и на сопротивлении длительному разрушению при ползучести, хотя экспериментально этот вопрос пока еще почти не изучен. [c.30]

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]

Такие экспериментальные факты, как существование неуста-новившейся ползучести и наличие различных стадий сдвига при деформации аморфных металлов, а также ограниченный характер самого процесса скольжения дают основания предполагать, что и в аморфных металлах действуют дислокационные механизмы деформации. [c.244]

Несмотря на то, что действие механизмов типа А предполагали неоднократно, прямого подтверждения их ведущей роли в процессе высокотемпературного роста трещин пока что нет. Действие механизмов типа В, напротив, наблюдали в очень многих случаях. После ползучести на воздухе множество исследователей обнаруживали на межзеренной поверхности оксидные клинья или пики. В дальнейшем на этих частицах образуются трещины, а удаление подобных частиц путем поверхностного стачивания может существенно увеличить последующую долговечность. Окисление может быть значительно ускорено в результате механического нагружения. Было показано [20], что с увеличением амплитуды деформации при циклическом нагружении хром—молибден—ванадиевой стали скорость ее окисления за цикл нагружения возрастала на несколько порядков величины. Авторы [20] нашли, что скорость усталостного растрескивания da/dN) на воздухе можно было выразить как [c.325]

Ползучести в той или иной мере подвержены все твердые тела — как кристаллические, так и аморфные, подвергнутые любому виду нагружения. Ползучесть может реализоваться от криогенных температур до температур, близких к температурам плавления. Так, в металлах наиболее сильный эффект ползучести наблюдается при температуре, равной 0,4 Т . Поскольку деформация и ползучесть увеличиваются с возрастанием температуры, то их вредные последствия особенно проявляются при повышенных температурах. Механизм ползучести скольжение дислокаций и направленная диффузия. [c.118]

Анализ рассмотренных результатов позволяет заключить, что основные различия в скорости ползучести относятся к третьей стадии процесса, тогда как на первых двух стадиях скорость практически не зависит от среды. Обычно подобное поведение сплавов при ползучести принято объяснять, исходя из предположения о существовании в этих условиях двух конкурирующих механизмов. Один из них — упрочнение металла благодаря окислению, второй — разупрочнение вследствие уменьшения поверхностной энергии металла при испытании на воздухе по сравнению с таковой для вакуума. Снижение поверхностной энергии при окислении свежей поверхности трещины способствует более интенсивному ее распространению и ускорению ползучести. При условиях, соответствующих упрочнению материала при испытании на воздухе, преобладает насыщение объема образца кислородом, в то время как при отсутствии интенсивного окисления доминирует конкурирующий процесс разупрочнения. Относительная скорость обоих процессов может быть изменена соответствующим варьированием скорости деформации, температуры, давления газовой среды. Процесс упрочнения становится особенно эффективным после образования трещин на третьей стадии ползучести это подтверждает газовый анализ образцов, показывающий, что именно в этот период наблюдается наибольшее поглощение кислорода и азота сплавом [396]. [c.439]

В главах 3—5 приводятся общие представления о ползучести металлических материалов, анализируется влияние напряжения, температуры и структурных факторов на процесс разрушения, рассматриваются механизмы деформации и разрушения при ползучести. [c.8]

Диффузионная ползучесть не может быть обнару-лсена по каким-либо следам металлографически, так как она является следствием перемещения отдельных атомов. Диффузионный механизм пластической деформации при ползучести может быть преимущественным при температурах выше 0,57пл- Вклад его в общую деформацию будет относительно тем больше, чем ниже напряжение. [c.75]

Механизм разрушения металлов при высоких температурах И. А. Одинг и В. С. Иванова объясняют образованием и перемещением вакансий. Имеющегося количества ваканаий в металле недостаточно для массового образования трещин. Взаимодействие и перемещение дислокаций во время пластической деформации при ползучести вызывает возникновение вакансий. Для уменьшения свободной энергии металла необходимо, чтобы вакансии перемещались в упруго-сжатые участки его решетки. Образование трещин, [c.394]

Несмотря иа разное легирование рассмотренных свариваемых материалов, характер образующихся при термической обработке трещин и их механизм идентичны. Преимущественным местам их зарождения является околошовная зона или шов, а трещины носят явно выраженный межзереиный характер. По механизму своего образования они идентичны локальным разрушениям и являются следствием развития процессов высокотемпературной ползучести на стадии межзеренного разрушения. Отличием трещин при термической обработке от эксплуатационных разрушений является лишь разный источник деформации при ползучести в первом случае за счет релаксации сварочных напряжений, а во втором — за счет вненших (рабочих) напряжений. Основной же причиной, вызвавшей их появление, является воздействие термодеформационного цикла сварки, приведшее к снижению при высоких температурах относительной прочности границ зерен слабого участка. [c.96]

Деформация при ползучести осуществляется как сдви говым механизмом, т е путем движения дислокаций, таки диффузионным в основном посредством диффузии вакан сий С повышением температуры влияние препятствий на движение дислокаций уменьшается, снимается упрочнение, созданное предварительной деформацией или термической обработкой, плотность дислокаций снижается вследствие их рекомбинации при переползании и поглощения мигрирую щими границами зерен Большое значение имеет при высо ких температурах зернограничная ползучесть [c.296]

Температура рекристаллизации зависит также от степени и механизма деформации при фазовом наклепе. Так, при повышении скоросги нагрева стали ШХ15 (с исходной структурой мартенсита) со 180 до 1000° С/сек температура разрушения внутренней текстуры не растет, а наоборот, падает с 1050 до 860°, что связано с меньшей степенью наклепа при медленном нагреве [16] (большая часть деформации проходит по типу ползучести) . [c.597]

Процесс ползучести. Механизм пластической деформации при ползучести в основном остается тем же, что и механизм обычной пластической деформации ползучесть происходит в результате сдвигов по плоскостям наилегчайшего скольжения за счет движения дислокаций. Однако если при кратковременной пластической деформации сдвиги локализованы в пачках плоскостей скольжения, причем блоки значительных размеров остаются практически иедеформироваиными, то ползучесть происходит в результате весьма малых сдви- n гов по большому числу плоскостей скольжения поэто- му микроскопическая картина обычно не обнаруживает I, следов сдвига, который распределяется более или менее Ч I равномерно по всему объему кристаллического зерна. [c.430]

Так как поликристалл состоит из множества зерен, го при диффузионной ползучести изменение формы отдельных зерен должно быть согласованным. Диффузионная ползучесть в поликристаллнческом материале может привести к зернограничному проскальзыванию, которое в этом случае выступает как аккомодационный процесс. Диффузионная ползучесть и зернограничное проскальзывание могут быть взаимосвязанными процессами при развитии диффузионной ползучести зернограничное проскальзывание можно рассматривать как аккомодационный процесс и, наоборот, при развитии зернограничного проскальзывания диффузионную ползучесть как аккомодационный процесс. В случае, когда скорость пластической деформации ограничивается скоростью диффузионной ползучести, скорость деформации определяется выражением (101). Но она может быть меньше этой величины, поскольку границы зерен могут перестать играть роль совершенных источников и стоков вакансий. Сочетание диффузионной ползучести и зернограничного проскальзывания представляет собой такой механизм деформации, который в принципе может обеспечить достаточно большую деформацию без разрушения. [c.181]

Когда в уравнении (1.30) превалирует т. е. когда весь процесс контролируется решеточной диффузией, выражение (1.29) соответствует деформации, которая известна как ползучесть Набарро — Херинга. Она характерна для высоких температур. При низких же температурах лимитирующим фактором служит зернограничная диффузия и соответствующая ей деформация называется ползучестью по Коблу. Кроме того, Эшби [31, 32] отмечает, что в определенных условиях заметную роль также могут играть и другие механизмы, например, механическое [c.26]

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]

Процессы разрушения и деформирования при ползучести являются термоактивированными кинетическими процессами и происходят одновременно в течение практически всего времени пребывания материала под нагрузкой. Изучение процесса разрушения должно происходить в тесной связи с изучением процессов деформирования при ползучести. Поэтому прежде, чем рассматривать морфологические особенности разрушения, рассмотрим различные температурно-силовые области, в которых в основе процессов ползучести и разрушения лежат разные механизмы, вызывающие кинетические закономерности накопления деформации и несплошностей при ползучести. Этой цели служат так называемые карты механизмов ползучести и разрушения. [c.7]

Существует два различных механизма межзеренного разрушения при ползучести 1) при действии высоких температур характерным является разрушение путем образования и роста пор в приграничных зонах [58] 2) при относительно невысоких температурах, когда существенную роль в качестве концентраторов напряжений играют стыки зерен, разрушение проходит путем проскальзывания по границам зерен. При электронно-фракто-графическом исследовании в первом случае на поверхности излома наблюдается мелкоямочный рельеф, во втором — следы сдвиговой деформации. [c.89]

При низких температурах и больших напряжениях деформация ползучести происходит преимущественно по сдвиговому механизму — путем скольжения. В поликри-сталлнческом металле возможна различная картина образования полос скольжения. Существует неравномерность деформации при переходе от зерна к зерну. В зависимости от направления приложения силы по отношению к кристаллографнческил плоскостям зерна скольжение может развиваться по одному или нескольким семействам плоскостей скольжения (рис- 3-5,а). В месте выхода плоскостей скольжения на поверхность или на границу между зернами могут образовываться ступеньки. На стыке зерен часто наблюдаются складки (рис. 3-5,6). 70 [c.70]

При пониженных температурах появляется деформация двой-никования и может происходить фрагментация зерен. Если размер фрагментов в процессе термоциклирования изменяется незначительно, то их разориентировка увеличивается и образуются большеугловые границы, т. е. в старом зерне образуются новые. Этот процесс носит деформационный характер и связан с перераспределением дислокаций. Механическая усталость при больших амплитудах напряжений (малоцикловая усталость) также характеризуется фрагментизацией зерен. Таким образом, механизм пластической деформации при термической усталости в зависимости от свойств материала, максимальной температуры цикла, температурного интервала и других факторов имеет в той или иной мере сходство с аналогичными механизмами при явлениях ползучести и усталости. [c.103]

Обычно принимают, что нарастание пластической деформации в процессе релаксации подобно нарастанию ее при ползучести и что поэтому скорость релаксации можно вычислять по скорости ползучести. Исходя из этого предположения, казалось бы, не следовало заниматься специальным изучением явления релаксации. Однако существует и мнение, что скорость релаксации нельзя принимать за скорость ползучести, так как эти два процесса по существу не вполне тождественны, механизм возннкновения и нарастания пластической деформации при релаксации несколько иной, чем при ползучести. [c.576]

Таким образом, пластическая деформация возможна только с участием дефектов. Если дислокации закреплены, а взаимодействие их с вакансиями затрудпено, то будет действовать диффузионный механизм деформации. Скольжение дислокаций играет основную роль при пластической деформации разновидность скольжения с переползанием имеет большое значение при ползучести (на установившейся стадии). [c.293]

В работе [353] изучались механизмы упрочнения при выделении частиц карбида ниобия в аустенитной нержавеющей стали (18% Сг—12% Ni—1% Nb) в процессе ползучести и старения при температуре выше 650° С после аустенизации с 1300° С. Автор показал, что при малых деформациях причиной упрочнения является торможение дислокаций атмосферой атомов ниобия, затем выделение частиц (механизм Орована), а при деформации 2% существенную роль играют дефекты упаковки. [c.312]

По-видимому, диффузионная ползучесть должна наблюдаться при низких напряжениях и достаточно высоких температурах. Для чистого никеля была сделана оценка величины напряжения, при которой меняется механизм деформации. Величина критического напряжения оказалась равной 1 MujM (0,10 кГ ммР-), что хорошо согласуется с опытом [356]. [c.385]

Большинство современных исследователей считает, что пластическая деформация при высоких температурах имеет дислокационный механизм и в основном слагается из трех процессов сдвигов на плоскостях скольжения диффузионных и самодиффузнойных процессов относительного перемещения и поворота зерен и блоков. Известны и другие процессы, происходящие при пластической деформации, но их роль при ползучести имеет относительно меньшее значение. [c.393]

В случае испытания хромистой стали на режимах, соответствующих данным рис. 2.11, а, также происходит одностороннее накопление деформаций циклической 1толзучести (рис. 2.14, s). Особенно быстро деформации накапливаются в рел име длительного статического нагружения при циклическо нагружении с высокой частотой без выдержек этот процесс протекает менее интенсивно. Из данных, приведенных на рис. 2.14, в [17], следует, что значение накопленной деформации циклической ползучести на стадии разрушения для данного напряжения (атах = 390 МПа) является относительно постоянным, хотя время до разрушения может быть различным. Это, по-видимому, связано с режимом термомеханического нагружения (отнулевой цикл) и механизмами формирования необратимых изменений в структуре материалов для данного и симметричного (рис. 2.14, б) режимов малоциклового деформирования. Однако малоцикловая долговечность и в этих условиях (см. рис. [c.60]

При анализе процесса деформации высокотемпературной ползучести особо следует рассмотреть ее составляющую, связанную с проскальзыванием по границам. С понижением приложенного напряжения и увеличением длительности испытания вклад этой составляющей деформации становится все более заметным. Развитие межзеренного проскальзывания может приводить в итоге к переходу от пластичного внутризеренного разругпеиия к хрупкому межзеренному. Температурные интервалы и возможные механизмы последнего рассмотрены в п. 1. [c.20]

Столь сильное отличие в пластичности при умеренных и высоких температурах обусловлено, очевидно, разным механизмом деформации в этих двух областях. В первом случае, когда интенсивность процессов снятие наклепа, определяемая развитием диффузионных процессов, сравнительно невелика, границы зерен шва более прочны и деформация проходит преимущественно путем сдвига внутри зерна. Во втором случае при резком повышении скорости диффузионных процессов, границы с большой несовер-шенностью строения оказываются уже слабым участком и по ним проходит разрушение. Очевидно, что со снижением скорости деформации при высоких температурах, т. е. с переходом к скоростям ползучести, температура начала появления хрупких разрушений будет снижаться до уровня эксплуатационных. Можно [c.46]

Механизмы деформации, основанные на указанной последовательности скольжение-переползание-скольжение, относят к ползучести, контролируемой переползанием дислокаций или вакансионными процессами. В этих условиях зависимость скорости ползучести от напряжения носит степенной характер, а процесс ползучести связан с перестройкой дислокационной структуры из неупорядоченной в упорядоченную (полигональную). Процесс ползучести является стабильным до тех пор, пока полиго-низация остается ведущим механизмом организации структуры сплава под напряжением. Конкурирующим механизмом при этом является рекристаллизация. Неустойчивость динамической структуры связана поэтому с исчерпанием возможностей диссипации энергии путем организации [c.256]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...