Процессы зарождения

Как впервые указал С. Т. Конобеевский, представления о флуктуациях весьма важны для понимания процесса зарождения кристаллов новой фазы, по концентрации сильно отличающейся от исходной. [c.101]

Процесс образования перлита — это процесс зарождения центров перлита и роста перлитных кристаллов, как было впервые в 1939 г. показано И, Л. Миркиным и затем (в 1941 г. н в последующих) развито Р. Мелом. [c.244]

В чистых материалах конгломерат пор, при котором реализуется микропластическая неустойчивость структурного элемента, в основном состоит из зародышевых и незначительно выросших пор, так как темп зарождения нор растет с увеличением пластической деформации. Поэтому в чистых материалах вязкое разрушение в основном обусловлено процессом зарождения пор и в значительно меньшей степени — процессом их роста. В конструкционных материалах наблюдается обратная картина — основной вклад в разрушение вносит процесс роста пор. Поскольку жесткость напряженного состояния влияет практически только на скорость роста пор, то чувствительность ef к этому параметру для чистых материалов значительно меньше, чем для конструкционных. [c.148]

В настоящее время предложены различные модели зарождения пор на границах зерен, которые позволяют качественно объяснить экспериментальные результаты, однако их использование для количественного описания процесса зарождения кавитационного повреждения весьма проблематично [256]. В связи с этим обратимся к анализу общих закономерностей зарождения пор на границах зерен [61, 345, 431]. Такой анализ можно провести на основе классической теории гетерогенного зарождения [256], из которой следует, что поры могут зарождаться на стыках трех или четырех зерен, у выступов и на включениях, расположенных на границах. Полученное в рамках указанной теории уравнение для скорости зарождения пор имеет вид [216, 256] [c.157]

Под разрушением понимают процесс зарождения и развития в металле трещин, приводящий к разделению его на части. Разрушение происходит или в результате развития нескольких трещин или слияния рядом расположенных трещин в одну магистральную треп ину, по которой происходит полное разрушение. [c.50]

Возникновение пор и их развитие — сложный процесс зарождения газовой фазы в жидкой среде. В сплошной жидкости образование зародыша газовой фазы, способного к дальнейшему развитию, т. е. больше критических размеров, — процесс маловероятный. Чаще всего эти зародыши возникают на границе раздела с малым радиусом кривизны — включения или же зародыши попадают в металл сварочной ванны извне и начинают расти, поглощая выделяющийся водород. [c.346]

Эта скорость является результатом конкурирующего действия движущих и тормозящих сил, который определяется взаимодействием большого числа факторов. В разных условиях и на разных стадиях процесса решающую роль играет какой-то из этих факторов. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо из сопоставления данных анализа локальных ориентировок и усредненных текстур в деформированном состоянии на разных стадиях рекристаллизации, из данных о кинетике усиления одних и ослабления других ориентировок, о состоянии примесей и их распределении, решать вопрос о том, какой из процессов (зарождения или роста) является ведущим в данном случае и в силу каких причин. [c.407]

Таким образом, высокое давление а затормаживает или полностью подавляет процесс зарождения трещин разрушения при деформации. [c.437]

Рис. 8.5. Процессы зарождения и роста покрытий при ионно-плазменной обработке

А. Д. Чернов установил, что кристаллизация состоит из процесса зарождения зачатков или зародышей кристаллов (центров кристаллизации) и процесса роста кристаллов. Суммарная скорость кристаллизации зависит от скорости зарождения центров кристаллизации в единице объема жидкого металла (ч. ц.) и скорости их роста (с. к.). Г. Тамман нашел, что число центров и скорость их роста [c.46]

При полигонизации число дислокации почти не изменяется, но в результате их переползания они упорядоченно выстраиваются в виде малоугловых границ (рис. 64,6). При дальнейшем увеличении температуры происходит рекристаллизация металла, т. е. процесс зарождения новых зерен структуры и последующего их роста. Новые кристаллы отличаются более низким содержанием дислокаций и величиной свободной энергии. Механизм рекристаллизации заключается в движении границ кристалла в сторону участков структуры с большей концентрацией дислокаций. Движущей силой рекристаллизации является стремление системы уменьшить свою энергию. [c.84]

При повышенном давлении (как и при атмосферном) роль переохлаждения является ведущей в процессах зарождения и роста новой фазы. Увеличению переохлаждения способствуют значительное ускорение затвердевания расплава под давлением вследствие повышения интенсивности теплообмена между расплавом и литейной формой, плотности и теплопроводности кристаллизующегося расплава, а также вследствие возрастания энергии активации. Зависимость последней от давления имеет приближенно линейный характер [37] [c.24]

Из уравнения (23) видно, что растягивающие напряжения уменьшают работу при образовании зародышей графита, что способствует росту их количества, а сжимающие напряжения тормозят процесс зарождения и роста графита. [c.34]

Испытания плоских образцов, упрочненных объемно, и с покрытиями проводятся на комбинированных экспериментальных установках, позволяющих определять предел выносливости, строить кривые малоцикловой усталости, наблюдать за процессом зарождения трещины в покрытии от заранее созданного концентратора напряжения, определять кинетику распространения трещины в покрытии и в основном металле. [c.34]

После достижения критической температуры хрупкости дальнейшее увеличение температуры сопровождается увеличением работы пластической деформации, которая одновременно реализуется в процессе зарождения и роста трещины. Вязко-хрупкий переход в разрушении сопровождается сменой доминирующего механизма роста трещин. [c.82]

Для области развитой пластической деформации концепция квазиупругого разрушения материала не применима. С первого цикла нагружения образца или элемента конструкции задается определенный уровень пластической деформации, так что процесс зарождения и роста трещины протекает в условиях, когда необходимо использовать критерии упруго-пластического разрушения [85-95]. [c.244]

Для получения общей картины процесса зарождения и роста трещин был проведен анализ излома двух лопаток с максимальной наработкой [c.618]

Длительность среднего полета вертолета Ми-6 составляет около 1,6 ч. Поэтому развитие трещин происходило в течение 160, 224 и 256 ч для наработок после последнего ремонта 875,511 и 353 ч соответственно. Представленные оценки свидетельствуют о необходимости дополнительного периодического контроля ЗК в эксплуатации в межремонтный период. Их достоверность была подтверждена следующим фактом. При исследовании процесса зарождения трещин в ЗК с минимальной наработкой после последнего ремонта было доказано, что в зоне выкрошившегося шлица при ремонте была пропущена уже имевшая место небольшая по глубине трещина. В технологии ремонта допускалась эксплуатация ЗК с удаленной частью шлица, в котором отмечено возникновение усталостного выкрашивания. Опыт эксплуатации показал, что в этом случае, если нет трещины от шлиц в тело ЗК, дальнейшая эксплуатация ЗК является безопасной, так как возникает повреждение одного из следующих шлиц без разрушения самого ЗК и без нарушения его функционирования. Применительно к ЗК с наработкой после ремонта 353 ч, короткая трещина, зародившаяся от поверхности шлиц в тело ЗК, уже имелась, и с ней оно поступило в эксплуатацию. Из сопоставления оценки длительности роста трещины (256 ч) и наработки в эксплуатации после ремонта (353 ч) очевидно, что эти величины близки. Вместе с тем имеющиеся расхождения могут быть использованы для оценки длительности задержки трещины при ее переори- [c.692]

Из вышесказанного очевидно, что для диагностирования и прогнозирования ресурса металла после длительной эксплуатации и правильного применения расчетных методов необходимо знание основных закономерностей процессов зарождения и накопления повреждений в сложных условиях эксплуатации. [c.5]

Поскольку значительную роль в процессах зарождения и развития разрушения играют дислокационные механизмы и связь порообразования с элементами дислокационной структуры стали, существенное влияние на кинетику процесса разрушения оказывает структура стали. Установлены следующие основные факторы в развитии разрушения [c.16]

Допустимый срок эксплуатации элементов энергооборудования, например трубопроводов, определяет степень поврежден-ности. Процесс зарождения и накопления повреждений начинается с ранних стадий ползучести. Однако на затухающей стадии появляются только единичные дефекты, которые не представляют опасности для эксплуатации. Заметное усиление процесса зарождения и развития повреждений происходит на ускоренной стадии ползучести, при этом закономерности роста повреждений определяются индивидуальными особенностями материала в одних случаях происходит постепенное накопление дефектов (см., например, рис. 3.22, кривая 2), в других заметные очаги повреждений появляются при исчерпании ресурса на 80—90% и с очень интенсивным развитием повреждений вплоть до образования магистральных трещин (рис. 3.22, кривая 7), в этом случае любыми методами трудно установить предельно допустимую поврежденность, не представляющую опасность и для дальнейшей эксплуатации. [c.97]

Количественные различия в форме петель гистерезиса отражаются в величине параметра (рис. 5.18d). Следовательно, поскольку доля упругой энергии, запасенной за 1 цикл, самая маленькая в наноструктурных образцах, подвергнутых кратковременному отжигу при 473 К, можно утверждать, что этот материал обладает самыми лучшими усталостными свойствами среди исследованных состояний. Тем не менее, при анализе усталостного поведения мы должны помнить, что, как только произойдет зарождение трещины, именно она будет определять распределение напряжений. В результате при анализе усталостного поведения следует принимать во внимание процессы зарождения и распространения трещин. [c.220]

В поверхностно-упрочненном материале при усталостном разрушении на воздухе часто наблюдается образование подповерхностных очагов. При испытании упрочненных материалов в коррозионной среде в общем случае не наблюдается снижения долговечности по отношению к сухой усталости. Объясняют это тем, что в начальный момент разрушения, когда фактор среды сказывается наиболее сильно, параллельно идут два процесса зарождение и рост трещин при чисто усталостном механизме с образованием подповерхностного очага и зарождение на поверхности трещин коррозионного происхождения [76]. Совместное участие среды и механического фактора наблюдается лишь после соединения этих трещин, т. е. в такой стадии повреждения материала, когда основное влияние на развитие трещины оказывает механический фактор. [c.131]

Параметры о<г и Шт можно определить в условиях, когда хрупкое разрушение контролируется процессом зарождения микротрещин, а не процессом их распространения. При одноосном растяжении гладких образцов хрупкое разрушение в большинстве случаев лимитируется именно распространением микротрещин, поэтому по результатам таких опытов найти а<г и Шт не представляется возможным. Наиболее подходящими для нахождения Od и Шт являются образцы, в которых реализуется значительная жесткость напряженного состояния. Геометрия этих образцов должна быть такова, чтобы при Р < Р/ (Р/ — разрушающая нагрузка) в образце существовала зона, в которой Oi 5с и ai + mTi( Si — От) < а<г. Очевидно, что при P = Pf в такой зоне будет выполнено условие зарождения микротрещин 0i + ntTe(0i — Oi)=ad, которое контролирует в данном случае наступление хрупкого разрушения. [c.97]

Необходимо отметить, что использование данных о трещино-стойкости материала при определении а<г и шт возможно, если разрушение образца с трещиной так же, как и цилиндрического образца с кольцевым надрезом, контролируется процессом зарождения микротрещин. Как будет показано в подразделе 4.2.2, для сталей средней и высокой прочности при испытании на тре-щиностойкость это требование выполняется автоматически. [c.99]

Рассмотрим, в каких случаях зарождение микронесплошно-сти на включениях приводит к образованию острой микротрещины, а в каких —поры. При зарождении микротреш,ины на включении, для того чтобы инициировать хрупкое разрушение матрицы, микротрещине нужно преодолеть межфазную границу между включением и матрицей, т. е. некоторый эффективный барьер, мерой которого является эффективная поверхностная энергия межфазной границы. В случае непрочных включений или непрочных связей матрица — включение (например, крупные включения сульфидов марганца MnS или глинозема АЬОз) зарождение микротрещины будет происходить при небольших пластических деформациях и малых скоплениях дислокаций у включений [см. уравнение (2.7)]. Движущей силой прорастания микротрещины по включению или по межфазной границе в основном является энергоемкость дислокационного скопления, так как вклад внешних напряжений при малой длине зародышевой трещины невелик [121]. Процесс зарождения микротрещины происходит за счет свала дислокаций в образующуюся несплошность. Поскольку в данном случае энергоемкость дислокационного скопления мала, то вполне вероятно, что зародышевая трещина не сможет преодолеть межфазную границу, притупится и превратится в пору. [c.110]

Для описания процесса возникновения пор в микрообъеме вводится в рассмотрение функция зарождения пор, вид которой зависит от конкретного механизма, обусловливающего их инициацию. Предполагается, что независимо от механизма инициации пор фактором, контролирующим процесс зарождения, является параметр Одквиста х. Функция зарождения пор на фрагментах описывается зависимостью (2.54). Зарождение пор на включениях оптимально описывать уравнением (2.52). К сожалению, использование завйсимости (2.52) в данной модели приводит к значительным затруднениям при формулировке уравнения, решением которого является зависимость f amlOi). Однако уравнение (2.52) с достаточной степенью точности можно аппроксимировать зависимостью вида [c.118]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

На начальном этапе своего развития описание всех процессов зарождения и развития трещин осуществлялось таким образом, как если бы трещины были прямыми отрезками и линиями. Такие трещины можно описывать асимптотическими уравнениями. Это была линейная механика разрушения. В ней рассматривалось исключительно хрупкое разрушение, происходящее при росте трещины без заметных пластических деформаций материала. Это послужило первым приближением к описанию ргзрушения. [c.19]

Впоследствии было выяснено, что истиннс хрупкое разрушение может происходить лишь в очень немногих случаях.. В основном же, при росте трещины перед ее кончиком всегда возникает, так называемая, пластическая зона. По своей структуре и свойствам пластическгл зона напоминает металл в состоянии, близком к расплавленному. Изменение структуры материала в пределах пластической зоны -называется пластической деформацией. При наличии пластической деформации происходит иязкое разрушение. Оно наблюдается в пластичных материалах, когда пластическая деформация материала достигает такой величины, что он разделяется на две части. Разрушение происходит в результате процесса зарождения, слияния, и распространения внутренних пор. Подробно механизмы протекания пластической деформации будут описаны в главе 4. [c.19]

Па начальном этапе своего развития описание всех процессов зарождения и развития 1рещин осуществлялось таким образом, как если бы трещины были прямыми отрезками и линиями. Такие трещины можно описывать [c.74]

Эксперимент показывает, что процессы зарождения hoboi i фазы в пузырьке газа и в углублении, наполненном газом, одинаковы и могут протекать при очень малом перегреве жидкости. В реальных условиях на технических поверхностях, например на металлических, процесс кипения при атмосферном давлении начинается при малом перегреве жидкости всего в несколько градусов. Если в качестве поверхности нагрева использовать стекло, на котором значительно меньше малых углублений, чем, например, на металле, то оказывается, что процесс кипения при атмосферном давлении начинается при перегреве примерно в 50° С. [c.262]

Увеличение в ходе отжига доли рекристаллизованного материала происходит за счет двух процессов — зарождения и роста зародышей. Скорость этих процессов соответственно описывается с помощью двух параметров скорости зарожде- [c.330]

ТЕМПЕРАТУРА И ДЛИТЕЛЬНОСТЬ НАГРЕВА. Зарождение и рост центров рекристаллизации являются термически активируемыми процессами. Для данной степени деформации зависимость Я и G от температуры описывается уравнениями Аррениуса N = Noexp —QnI JRT)-, G = Goexp —Qo RT), где и Qo — соответственно эффективные энергии активации процессов зарождения и роста центров. [c.338]

Л аксимальное переохлаждение у некоторых металлов может достигать 300 К и более (А7, ах 0,2Гпл). Дислокации приводят к увеличению свободной энергии кристалла и поэтому могут оказывать влияние на процесс кристаллизации. Так как дислокации образуются в процессе зарождения и роста кристалла (очевидно, вследствие значительных температурных градиентов, а также вследствие напряжений, вызванных примесями), то они оказывают влияние также и на размеры зародыша кристаллической фазы. [c.391]

Применительно к процессу накопления усталостных повреждений в металле в качестве координаты, характеризующей эволюцию его состояния, могут быть использованы разные параметры. До момента возникновения трещины принято рассматривать динамику увеличения плотности дислокаций до критического уровня, после чего происходит появление трещины [104-105, 108, 109]. Поэтому вполне естественно рассматривать в качестве параметра q, характеризующего эволюцию металла в процессе зарождения трещины, плотность дислокаций. Скорость изменения плотности дислокаций определяется многими параметрами структуры металла. Возникает зависимость, или реализуется иринции подчинения, когда при эволюции многих параметров во времени удается охарактеризовать эволюцию системы через один параметр — плотность дислокаций. [c.124]

По мере перехода от зоны ЗК с максимальным растягивающим напряжением к ее центра.яьному отверстию, где она располагается на валу редуктора, напряжения от контакта зубьев уменьшаются из-за их перераспределения между соседними зубьями и ограниченным перемещением или возможной деформацией самих зубьев. При этом динамические напряжения от вращения ЗК возрастают и нарастает максимальный уровень коэффициента интенсивности напряжения, если рассматриваемая траектория изменения напряжений вдоль радиуса колеса совпадает с траекторией возрастающей длины усталостной трещины. По мере продвижения усталостной трещины от периферии ЗК к ее оси происходит нарастание асимметрии цикла нагружения при уменьшении амплитуды переменных напряжений. Возникает естественный вопрос о длительности процесса зарождения и последующего роста трещины на основе анализа вида повреждающего цикла нафужепия, который определяет продвижение трещины в ЗК за один цикл запуска и остановки двигателя. [c.680]

Сигналы АЭ в полной мере отражают последовательность процессов зарождения и распространения усталостной трещины. Первый перегиб на акустограмме связан с началом магистрального развития усталостной трещины, что хорошо согласуется с результатами фрактографического анализа. Несколько опережающий подъем уровня сигналов АЭ объясняется возникновением множества очагов около распространенного на поверхности дефекта материала. Только некоторые из них получили дальнейшее развитие. Следует указать на некоторое изменение в характере накопления сигналов АЭ уже в процессе распространения трещины, что отражается временным снижением возрастания шага усталостных бороздок. Эта ситуация отражает особенности проведения испытаний --в указанный временной период имело место снижение уровня внутреннего давления, которое в последующем было восстановлено. Это было связано с течью в патрубке, который был после временной остановки испытаний заменен, и далее поддерживался постоянный уровень внутреннего давления вплоть до течи самого гидроцилиндра. Это отражается в закономерном увеличении шага усталостных бороздок в направлении роста трещины, а также в закономерном возрастании сигналов АЭ. [c.759]

Обычно физический процесс разрушения можно разделить на три основные стадии, а именно (1) образование трещины, (2) ква-зистатический рост трещины и (3) динамическое распространение трещины. Из всех этих трех стадий разрушения наиболее сложен процесс зарождения трещины обычно упоминаются такие параметры, как зернистая структура для кристаллических материалов, скопление дислокаций, локальная молекулярная конфигурация для полимеров и др. Механический смысл значения этих параметров находится вне поля нашего рассмотрения. [c.214]

Формирование термически устойчивой полигональной субструктуры в растянутых зонах гибов оказывает свое влияние на процесс зарождения пор и развитие разрущения при ползучести. Поскольку преимущественным местом зарождения пор при ползучести перлитных теплоустойчивых сталей являются не только границы зерен, но также и субграницы [9], формирова- [c.26]

Высокая релаксационная стойкость никелевых сплавов при 650—750 °С [136] способствует длительному сохранению концентрации внутренних напряжений. В результате усиливается процесс зарождения роста микроповреждений, что в итоге понижает сопротивление макроразрушению и уменьшению доли вклада главного нормального напряжения (механизме разрушения при ползучести подтверждается особенностью разрыва трубчатых образцов никелевых сплавов под действием внутреннего давления. [c.156]

Одновременное действие коррозионной среды и переменного напряжения оказывает более сильное влияние, чем их суммарное, но раздельное действие. Это можно объяснить облегчен-ностью процесса зарождения субмикроскопических и микроскопических нарушений сплошности и ускорением развития усталостных трещип при наличии коррозионной среды и расклинивающего эффекта продуктов коррозии. Поэтому разру- [c.128]

Обратимся к рассмотрению особенностей микрорельефа, появляющегося в зоне сопряжения слоев биметалла СтЗ + Х18Н10Т, изготовленного методами сварки взрывом. При температурах испытания от 20 до 400° С (рис. 131, д) вид деформационного микрорельефа определяется в основном процессами зарождения в хрупких белых фазах [102] микротрещин и развитием их в участках металла, прилегающих к волнообразной границе раздела слоев. Разрушение композиции, по-видимому, определяется интенсивностью слияния микротрещин, образовавшихся в отдельных участках хрупких фаз, а также развитием деформации, сопровождающейся дроблением поверхностного слоя основного металла на микроблоки ячеистой формы. [c.233]

В лаборатории высокотемпературной металлографии Института машиноведения впервые были сделаны попытки применить анализаторы изображения для изучения деформационной структуры образцов металлических материалов после их испытания в установках для тепловой микроскопии. Разработанные при этом методики позволяют производить количественный анализ накопления усталостных повреждений (подсчет числа линий скольжения и их площади), изучение процессов зарождения и развития усталостной трещины (измерение длины трещины и площади пластической зоны в ее вершине), измерение величины диагонали и расстояния между отпечатками ми кротвердости [76]. [c.284]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...