Образование ячеистой структуры

Для процесса возникновения и эволюции ячеистой дислокационной субструктуры характерны следующие закономерности [211, 242, 320, 357]. Образование ячеистой структуры происходит, начиная с некоторой критической деформации. Для описания ячеистой структуры обычно используют такие параметры средний размер ячейки, распределение ячеек по размерам, ширина стенок ячейки, разориентация соседних ячеек, плотность дислокаций в стенках ячеек и в объеме. Все указанные величины изменяются с ростом пластической деформации. С повышением пластической деформации еР диаметр ячеек d уменьшается, пока не достигает некоторого предельного значения — обычно 0,25—3 мкм. Все остальные перечисленные параметры ячеистой структуры, интенсивно изменяясь с ростом на начальных этапах деформирования ячеек, при дальнейшем деформировании стабилизируются и приближаются к некоторым характерным значениям стабилизируются плотность дислокаций в границах ячеек, толщина стенок ячеек и дисперсия функции их распределения по размерам. Поэтому увеличение напряжений, необходимых для распространения микротрещин через границы ячеистой структуры, по всей видимости, в первую очередь обусловлено уменьшением размера ячеек. В изложенной ниже модели принято, что плотность дислокаций в стенках ячеек постоянна, а увеличение общей плотности дислокаций, обусловленное пластической деформацией, приводит к образованию новых границ и тем самым к уменьшению диаметра ячеек. [c.78]

Параметр г н характеризует равномерность распределения дислокаций при равномерном распределении дислокаций т]н=1. При образовании ячеистой структуры т) <1, причем чем четче сформирована ячеистая структура, тем ниже значение г)н. [c.220]

Движению дислокаций препятствуют границы зерен, частицы второй фазы, концентрационные неоднородности, структурные несовершенства (в частности, другие дислокации), флуктуации в решетке, связанные с неравномерным распределением энергии или примесей. Поэтому с повышением степени деформации дислокации перераспределяются из-за общего повышения плотности дислокаций с созданием стенок, разбивающих кристалл на объемы, сравнительно свободные от дислокаций, т. е. будет происходить образование ячеистой структуры. Начальная стадия пластической деформации сопровождается появлением макронеоднородностей рас- [c.250]

Они представляют собой гетерогенные дисперсные системы, состоящие из твердой и газообразной фаз Образование. ячеистой структуры придает им высокие теплоизоляционные свойства и чрезвычайно. малую массу. О зависимости от физической структуры газонаполненные пластмассы делят на пенопласты, поропласты и сотопласты. Полимерными связующими могут быть как термореактивные, так и термопластичные [c.132]

Переход ко второй стадии упрочнения, как и в металлах с плотно-упакованной структурой, связан с развитием вторичного скольжения. Для этой стадии характерны клубки дислокаций, мультипольные группы, стенки которых, соединяясь, формируют границы ячеистой структуры. К концу второй стадии образование ячеистой структуры завершается. [c.112]

Если перестройка дислокационной структуры, согласно [276], обусловлена энергетическим критерием, то динамика такой перестройки определяется свойствами самого материала, и в частности величиной энергии дефекта упаковки [9, 40, 232]. Как известно, энергия дефекта упаковки является физическим параметром, и в значительной степени определяющем строение ядра дислокации, возможность ее диссоциации на частичные дислокации, подвижность последних, склонность к поперечному скольжению и т. д. Легкость поперечного скольжения винтовых компонент дислокаций и определяет во многом различия в механическом поведении металлов с разной энергией дефекта упаковки, в частности, например, металлов с ГЦК- и ОЦК-решетками. Чем эта энергия выше, тем раньше (по уровню напряжения и величине деформации) начинается интенсивное поперечное скольжение, облегчается обход движущимися дислокациями барьеров различной природы, в результате сокращаются стадии легкого и множественного скольжения монокристаллов, отмечаются изменения и на кривых нагружения поликристаллов (рис. 3.9) [5, 252]. Наблюдаемые явления связаны со структурными перестройками в металле, приводящими к образованию ячеистой структуры вследствие облегченного поперечного скольжения винтовых компонент дислокаций. [c.120]

ОЦК-металлы в целом имеют более высокие значения энергии дефекта упаковки по сравнению с ГЦК-металлами (табл. 9). Поэтому в пластической деформации этих металлов большую роль играет поперечное скольжение винтовых компонент дислокаций, подвижность которых быстро возрастает с увеличением температуры и приложенных напряжений, что способствует образованию ячеистой структуры с более совершенными и узкими стенками, хотя и менее правильными, чем при холодной деформации и последующей полигонизации. [c.121]

В случае однородного распределения дислокаций х у п х = I. При образовании ячеистой структуры г] < 1. [c.125]

Технологические режимы включают обычно холодную обработку, с возвратом, циклическую обработку, крип или горячую обработку с динамическим и статическим возвратом [262, 275]. С увеличением сте-. пени деформации в каждом из них, исключая возврат, наблюдаются. повышение плотности дислокаций и перестройка дислокационной структуры, приводящая, в конечном итоге, к образованию ячеистой структуры, изменение размеров которой имеет тенденцию к насыщению [9].. Напряжение течения обычно пропорционально р независимо от степени развития ячеистой структуры Более того, дислокационные ячейки (субзерна) увеличиваются, плотность дислокаций в них уменьшается,, границы ячеек (субзерен) становятся более узкими и упорядоченными,, когда изменяется любой из следующих факторов — температура и время деформации увеличиваются, а напряжение, скорость и амплитуда деформации уменьшаются [9, 275]. [c.127]

Образованию ячеистой структуры способствует протекание процесса динамического возврата. В рассматриваемом интервале низких температур следует говорить о низкотемпературном динамическом возврате, который не включает процессы переползания дислокаций [275]. В результате аннигиляция ограничена, и равновесие между аннигиляцией и генерацией дислокаций не достигается [275]. [c.130]

Повышение температуры деформации до 400 °С, облегчая условия образования ячеистых структур [9], способствует формированию относительно равноосных ячеек, при этом наблюдаются сужение их границ и очищение объемов ячеек от дислокаций (рис. 3.21, в). [c.140]

Повышение температуры испытания приводит к экспоненциальному уменьшению критических деформаций перехода между структурными областями [289]. В интервале ДДС (400—600°С) наблюдается нарушение этой зависимости, критические деформации резко возрастают, так что область образования ячеистых структур выходит за пределы области однородной деформации. Следует отметить характерные особенности дислокационной структуры деформированного ванадия [62, 341, 344] высокую плотность дислокаций, в том числе и во внутренних объемах ячеек, широкие неупорядоченные границы ячеек, задержку формирования ячеистых структур в области ДДС и т. д. [c.150]

Повышенная плотность дислокаций в начальный период деформирования является нестабильной и для нее характерна перестройка субструктуры в более устойчивую с меньшей энергией (главным образом энергией упругих искажений), например перестройка с промежуточным образованием ячеистой структуры и дальнейшем формированием полигональной субструктуры. Однако для такой перестройки необходимо, чтобы обеспечивалось неконсервативное движение (переползание) дислокаций контролируемое притоком вакансий. [c.119]

Образование ячеистой структуры [c.181]

Из сказанного, однако, не следует, что после достижения критического отношения 8кр характер истечения газа остается постоянным. При дальнейшем увеличении Р давление на срезе сопла Pq становится больше атмосферного, вследствие чего выходящий поток начинает расширяться, причем угол 0 отклонения струи (рис. 1, а) растет с уменьшением е (для 8кр = 0,528 имеем 0 = 0). В связи с отклонением границы потока от оси сопла на его срезе возникают возмущения поскольку эти возмущения распространяются со скоростью звука и не могут проникнуть в сопло, навстречу потоку, движущемуся с той же скоростью, то они сносятся вниз по потоку, способствуя образованию ячеистой структуры струи. [c.12]

Ш и ш к и н Н. С., Образование ячеистых структур в слоях жидкости или газа, УФН, 1947, 31, Ко 4, 461. [c.367]

ВИЯХ сильного пересыщения по точечным дефектам, способного обеспечить быстрое переползание краевых компонент. Нам представляется [8], что ниспадающая ветвь кривой, отделяющая хаотическое распределение дислокаций от начала образования разориентированных ячеистых структур, соответствует критической степени деформации, при которой обеспечивается достаточная скорость переползания, необходимая для образования ячеистой структуры. Известно [42], что в случае деформации металлов VA группы возникает при сравнимых условиях значительно меньшая концентрация точечных дефектов, чем в металлах VIA группы. Это соответствует затруднению образования ячеистых структур, например, в ванадии [39], сплаве Сг — 45 % Fe [40]. [c.211]

В образовании ячеистой структуры большую роль играют процессы поперечного скольжения и переползания дислокаций. Поэтому при высоких температурах деформирования образуется более совершенная ячеистая структура с ячейками большего размера. [c.40]

При пониженной энергии дефектов упаковки затруднено поперечное скольжение растянутых дислокаций, что препятствует образованию ячеистой структуры. Поэтому в разных металлах и сплавах, отличающихся по величине энергии дефектов упаковки, имеется разная склонность к образованию при пластической деформации ячеистой структуры. Ячеистая структура отмечена после холодной деформации в А1, N1, Си, Ag, Ли, Ре, Мо и многих сплавах. В нержавеющей аустенитной стали, а-латуни, однофазных алюминиевых и кремнистых бронзах, для которых характерны очень низкая энергия дефектов упаковки и стремление сильно растянутых дислокаций оставаться в своих плоскостях скольжения, ячеистая структура или совсем не наблюдалась, или же выявлялась только три больших степенях деформации. [c.40]

Если протяженность зоны концентрационного переохлаждения 6з достаточно велика и переохлаждение больше некоторой критической величины, при которой еще происходит образование ячеистой структуры, то на всех ячейках начинают образовываться ветви и они превращаются в дендриты. Условием образования дендритной первлчной структуры (рис. 12.12, в) будет Фз<.АСо/к. Дендриты сплавов имеют субструктуру, напоминающую ячеистую. Образование такой структуры на дендритах, растущих в расплаве, содержащем примеси, связано с тем, что растущая ветвь дендрита отталкивает атомы примеси так же, как и плоский фронт кристаллизации. Скопление примесей и концентрационное переохлаждение приводят к образованию ячеек на ветвях дендритов. С увеличением переохлаждения размеры дендритов и их разветвленность возрастают. [c.445]

Использование комплекса физических методов исследования показало, что при определенном химическом составе стали происходит образование ячеистой структуры в виде объемных ячеек из карбидов V . Мультифракталь-ный анализ позволил установить, что этот переход контролируется достижением предельного значения показателя скрытого упорядочения структуры, определяемого 5 =0,21. Так что при 8 <0,21 сопротивление пластической деформации контролируется размером зерен, а при 5s >0,21 - размером субзерен. [c.127]

Образование пористой структуры переходного поверхностного слоя, обусловливающее вязкое разрушение материала, происходит не во всех случаях. Это характерно, в основном, для веществ с высокой энергией дефектов упаковки (высокочистый алюминии - 200 мДж/м , медь - 50 мДж/м ). Дая таких веществ характерно образование ячеистой структуры дислокаций, формирующеЙ9Я на стадии упрочнения. Образование и рост микропор происходит вдоль стенок дислокационных ячеек. Для сплава Си - 7% А1 с низким значением дефектов упаковки (3 мДж/м ) отсутствие ячеистой структуры ограничивает образование микропор в процессе разрушения. [c.317]

Методами просвечивавшей электронной микроскопии и внутреннего трения выявлены явные приз]шки стабилизации дислокационной структуры, в околошовиои зоне, в частности образование ячеистой структуры, т.е. создание внутренних границ в пернах, уменьшение дислокационных сегментов и т. п. [c.79]

В периоде распространения трешцн (от начала шейкообразования до окончательного разрушения материала) при статическом растяжении также можно выделить ряд стадий. В настоящее время показано, что процесс шейкообразования связан с развитием дисклинационных (поворотных) мод пластической деформации, образованием ячеистой структуры с плотностью дислокаций (3-7) 10 м и зарождением пор на стенках дислокационных ячеек. [c.16]

Особую роль в образовании ячеистой структуры играют полигонизационные процессы. При температурах, близких к температуре рекристаллизации, полигонизационные процессы контролируют образование разориен- [c.253]

Авторы [9,28] отдают предпочтение полигонизационному механизму образования ячеистой структуры, согласно которому существенную роль в формировании дислокационных ячеек играют процессы переползания краевых компонент дислокаций. Этот процесс, как известно, является самым медленным звеном полигонизации, поскольку требует переноса массы за счет диффузии точечных дефектов [9]. Избыточная концентрация точечных дефектов в деформируемом кристалле обусловлена возникновением, движением и взаимодействием дислокаций в процессе деформации, поскольку каждая дислокация, пересекаясь с дислокациями леса высокой плотности, приобретает значительное число порогов, способных порождать при дальнейшем перемещении вакансии и междоузельные атомы. В работе [9] особо подчеркивается качественно различный характер ячеистой структуры, возникающей на ранних и конечных стадиях деформации, причем это различие проявляется как в механизме образования дислокационных ячеек, так и механизме передачи пластической деформации через границы ячеистой структуры. На ранних стадиях деформации границы ячеек представляют собой клубки, сплетения, вытянутые вдоль плоскостей скольжения и в направлении скольжения. При дальнейшей пластической деформации формируется разориентированная ячеистая структу- [c.123]

Важным следствием обработки кривых нагружения в координатах 5 — является возможность экспрессного построения диаграмм структурных состояний материала [328]. Как показано на рис. 3.29 на примере сплава МТА, для этого необходимо на перестроенных кривых упрочнения 5 — соединить точки перегибов, соответствующих критическим деформациям вх и щ, при которых происходит изменение коэффициентов параболического деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Таким образо.м, мы фактически получаем диаграмму структурных состояний сплава МТА (рис. 3.29). На рнс. 3.30 представлены в координатах деформация — температура диаграммы структурных состояний сплава МТА, а также однофазного сплава МЧВП с размером зерна 40 и 100 мкм. Диаграммы ограничены (из условий получения [328]) кривой температурной зависимости однородной деформации и включают три области / — относительно однородного распределения дислокаций // — сплетений, клубков дислокаций и /// — ячеистой дислокационной структуры. Области на диаграмме разделены линиями температурной зависимости критических деформаций и ба, которые являются верхней границей равномерного распределения дислокаций и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Температурный ход этих кривых может быть объяснен [345] исходя [c.148]

Рассчитанная по уравнению (5.27) деформация, которая предшествует разрушению сколом в интервале хрупко-пластичного перехода, практически полностью совпадает с кривой 3. При расчете больших деформаций учитывался стадийный характер деформационного упрочнения через коэ( х шциент усреднения р (смотри выше). Кривые 4 и 5 на диаграмме ИДТ представляют диаграмму структурных состояний и соответствуют деформациям, при которых происходит изменение коэ4х))ициента деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Эти кривые фактически являются верхней границей равномерного распределения дислокаций ( лес ) и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Причем если при деформации выше 200 °С наблюдается равноосная ячеистая структура (5.19, г), то при более низких температурах ячеистая структура обнаруживает четкую связь с полосами скольжения (5.19, д), что свидетельствует об ограниченном характере поперечного скольжения. Кривые 7 н 9 построены с привлечением данных фрактографических исследований. При повторном изломе в продольном направлении охлажденных до —196 °С образцов, которые ранее были испытаны при 800 и 1000 С, в шейке образцов наблюдалось межзеренное хрупкое разрушение (рис. 5.19, б), причем размер зерен составлял 1—2 мкм. Поскольку после первичных испытаний ниже 600 С, несмотря на хорошо сформированную ячеистую структуру, такой вид разрушения не наблюдается, то предполагается, что в шейке образца при больших деформациях начинается динамическая рекристаллизация [435], хотя такие низкие температуры начала этого процесса (Тр 700 С, или 0,ЗЗГпл) еще пока не отмечались. Таким образом, кривая 7 нанесена в качестве нижней границы области динамической рекристаллизации. Кривая 9, построенная по данным фрактографических исследований, схематически показывает температурно-деформационную область, в которой имеет место расслоение по границам ячеистой структуры. [c.220]

Деформационное упрочнение металлов обусловливается сложными коллективными процессами, включающими формирование диссипативных структур в виде пространственно-неоднородных стационарных состояний. Образование ячеистой структуры как первой из структур неустойчивого пластического течения характерно для ПД в диапазоне низких и умеренных температур (Т/Т = 0,1 0,07) [139, 195—197]. С технологической точки зрения, для получения достаточно пластичных сплавов среди прочих факторов благоприятна ячеистая дислокационная структура [168]. Так, в экспериментах "in situ" при растяжении тонкой бериллиевой фольги [197] наблюдали, что продвижение трещины происходит за счет образования микронор по границам ячеек. Притяжение дислокаций, составляющих стенки ячеек, к поверхности трещины существенно уменьшает энергию системы и затрудняет продвижение трещины. [c.111]

В работе [199] в одномодовом приближении определены критические условия возникновения ячеистой структуры в модельной системе случайно размещенных винтовых дислокаций. Ячеистая структура рассматривается как диссипативная, возникающая вследствие сильной нелинейности в соотношении между истинным напряжением S, действующим на дислокацию, и ее скоростью ) = >o(S/G)", где п, "Do — константы материала. Теоретически показано, что рост средней плотности дислокаций в кристалле приводит к монотонному увеличению волнового числа субструктуры. Получены оценки минимальной плотности дислокаций, необходимой для образования ячеистой структуры. Так, для поликристаллической меди при 20°С соответстйующая минимальная плотность дислокаций составляет (1,1 1,2) 10 см 2 (экспериментальное значение 1,2 10 смг- ). [c.111]

Углерод, входящий в твердый раствор, как правило, повышает, а азот снижает, стойкость сталей к коррозионному растрескиваник> [104, с. 243]. Положительное действие углерода связывают с образованием ячеистой структуры дислокаций, а отрицательное действие азота — с образованием копланарных дислокаций. Однако действие углерода и азота может быть связано также и с влиянием их на превращение и выпадение различных фаз в нержавеющих сталях. [c.115]

Период распространения трещин (от начала шейкообразова-ния до окончательного разрушения материала) при статическом растяжении пластичных металлов и сплавов также можно разделить на ряд стадий. В настоящее время показано, что процесс шейкообразования связан с развитием дисклинационных (поворотных) мод пластической деформации [31-33], образованием ячеистой структуры с плотностью дислокаций (3-7) 10 м [34] и зарождением пор на стенках дислокационных ячеек и границах раздела включение-основной металл. Рост пор и их последующее объединение происходит в условиях интенсивной пластической деформации и сопровождается в а-Ре появлением значительного количества микродвойников длиной 100-200 А и шири- [c.42]

В заключение анализа закономерностей эволюции дислокационной субструктуры отметим, что примеси внедрения, увеличивая сопротивление движению дислокаций, с одной стороны, оказывают влияние на формирование дислокационной структуры, способствуя возрастанию плотности дислокаций при сравнимых степенях деформации, с другой — взаимодействие дислокаций и точечных дефектов с примесными атомами сопровождается недостаточно полным протеканием полигонизационных процессов. В [53] установлено возрастание скорости накопления дислокаций dp/ds при деформации в температурном интервале динамического деформированного старения. В работах [54—561 отмечены затруднения в образовании ячеистой структуры при деформации загрязненных примесями внедрения металлов с ОЦК решеткой и металлов технической чистоты при деформации в условиях динамического деформационного старения. При этом, как [c.218]

Приведенные кинетические уравнения не учитывают реального распределения дислокаций в деформированном а-железе. Даже в случае равномерной дислокационной сетки следует предположить предпочтительную (и, вероятно, более быструю) миграцию примесных атомов к узлам дислокационной сетки, В случае же более неоднородного распределения дислокаций, например при образовании ячеистой структуры, когда в /5 объема могут сосредоточиваться до % суммарной плотности дислокаций [7], различия в скорости миграции примесных атомов в объемах с различной плотностью дислокаций могут быть заметнее. Буллоке и Ньюмен показали, что временная константа т в кинетическом уравнении типа [c.38]

Изменение же структурно чувствительных физических свойств в значительной степени может определяться не только размерами цементитных пластин, но и видом деформации. Например, коэрцитивная сила, которая зависит от многих факторов (упругих макро- и микронапряжений, размера зерна, количества и размера цементитных частиц, плотности дефектов кристаллической решетки феррита, наличия пор и др.) очень резко реагирует при деформации на образование ячеистой структуры в феррите и значительно слабее увеличивается при образовании леса дислокаций [310]. При этом определяющую роль играет не относительный характер изменения размеров ячеека их абсолютная величина. При увеличении количества грубопластинчатого перлита (содержания углерода в стали) средняя абсолютная величина размера ячеек при деформации снижается, что и приводит к более резкому росту коэрцитивной силы при малых деформациях в сталях с большим количеством углерода, когда в избыточном феррите и феррите перлита формируется ячеистая структура. Изменение коэрцитивной силы зависит от размера цементитных пластин. При деформации стали с грубопластинчатым цементитом независимо от вида деформации (например, прокаткой [335], сжатием [310]) коэрцитивная сила растет до степеней обжатия 70% и более, в то время как в сталях с мелкопластинчатым цементитом вид деформации существенно влияет на характер изменения коэрцитивной силы при волочении рост коэрцитивной [c.139]

Наконец, в общем похожие у г. ц. к., о. ц. к. и г. п. металлов структурные признаки усталости а) образование линий скольжения на стадии упрочнения б) разориентация зерен и блоков и наличие следов поперечного скольжения и полос скольжения, содержащих экструзии и интрузии на стадии насыщения в) образование ячеистой структуры на стадии фрагментации , особенно заметной при низкоамплитудном нагружении г) возникновение разрушения в полосах скольжения, переходящее на границы зерен и субзерен д) преимущественное разрушение материала 168 [c.168]

Ш ПХ содержаниях его в сплаве энергия дефекто1В упаковки возрастает, что приводит к образованию ячеистой структуры дислокаций, при которой перестают существовать лреимуществен ные направления растворения. Марганец, как правило, отрицательно влияет на стойкость высоконикелевых сталей против коррозионного растрескивания. Однако имеются данные о том, что оравиительно небольщие добавки марганца или замена [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...