Деформационные карты

Рис. 1.14. Деформационная карта для вольфрама с размером зерна 100 мкм [31]

Рис. 5.3. Деформационная карта для чистого никеля, показывающая значения напряжения и температуры, соответствующие различным механизмам ползучести

Можно закончить данную книгу обращением к экспериментаторам в области материаловедения с просьбой публиковать свои данные в оригинальном, необработанном виде, с тем чтобы по мере совершенствования физических моделей и определяющих уравнений можно было строить более реалистичные деформационные карты для большего количества материалов. [c.261]

РИС.1.а пример деформационной карты чистого никеля со средним размером зерен с = 1мм[2б]. [c.17]

Напомним, что уже первые опубликованные деформационные карты [24] привели к неожиданному результату, состоящему в том, что при внешних условиях, которые соответствуют инженерной практике, часто доминирует диффузионная ползучесть, названная ползучестью Кобле. [c.198]

Деформационные карты могут оказаться ценными при экстраполяции данных о ползучести [274]. Эти данные можно описать простым регрессионным уравнением в области внешних условий, относящихся к одной области карты. [c.198]

Из всех возможных механизмов пластической деформации металлических материалов в дальнейшем будут рассмотрены только механизмы, которые реализуются в области более высоких гомологических температур и низких нормированных напряжений. При этом целесообразно рассмотреть по отдельности однофазные металлические материалы (чистые металлы и твердые растворы) и многофазные (дисперсионно и дисперсно упрочненные) системы. Для каждой из этих групп металлических материалов прежде всего приведем основные уравнения, на базе которых строится деформационная карта, даже если они уже приводились в предыдущих главах (иногда в несколько иной форме). [c.199]

При построении деформационных карт можно использовать полулогарифмические координаты "логарифм напряжения, нормированного модулем сдвига а /С - гомологическая температура [24], или "логарифм нормированного напряжения а/С - обратная гомологическая температура [320], В координатах ст/с — границы областей преобладания одного деформационного механизма криволинейны и их определение довольно сложно. [c.199]

УРАВНЕНИЯ СКОРОСТИ ПОЛЗУЧЕСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КАРТ [c.199]

Показатель п необходимо находить экспериментально. В процессе построения деформационных карт предполагается, что при гомологических температурах Т/Тп > 0,5 ползучесть контролируется объемной диффузией, а при более низких гомологических температурах - диффузией вдоль ядер дислокаций, В первом случае п - 5 (если учитываются только закономерности ползучести твердых растворов класса II), во втором случае величина показателя п выше (см. гл. 9), [c.200]

ПРИМЕРЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ КАРТ [c.201]

Деформационные карты на рис. 13.1 и 13.2 построены в координатах "логарифм нормированного напряжения - обратная гомологическая температура" при постоянном среднем размере зерна. При создании деформационных карт можно, однако, использовать и другие комбинации переменных. Так, можно построить карту в координатах "средний размер зерна, нормированный вектором Бюргерса, d/b обратная гомологическая температура при постоянном нормированном напряжении a/G [321] (рис. 13 3 [274]), или в координатах "нормированный средний размер зерен d/b - нормированное напряжение a /G "при постоянной гомологической температуре Т/Т. Та- [c.202]

РИС. 13.3. Пример деформационной карты алюминия в координатах "средний размер зерна, нормирован ный вектором Бюргерса, й/Ь — обратная гомологическая тем- [c.202]

Подобным же образом можно построить деформационные карты со средним размером частиц в качестве независимой переменной при их постоянной объемной доле [274]. Можно получить и пространственную картину (пространственную деформационную карту) зависимости нормированного напряжения [c.203]

Применение деформационных карт очень перспективно, и можно ожидать, что в ближайшем будущем появятся карты всех важных жаропрочных металлических материалов. Со временем эти карты будут улучшаться в смысле повышения точности и удобства. Это, конечно, будет связано с углублением знаний о механизмах ползучести, что, кроме того, укажет на дальнейшие возможности применения деформационных карт. [c.204]

Ясно, что надежность деформационных карт зависит от точности, с которой определены соответствующие коэффициенты диффузии в используемых уравнениях [ 274], [c.205]

Идея деформационных карт (карт деформационных механизмов), о которых уже говорилось в гл, 13, совершенно логично привела к идее карт разрушения . Первые карты разрушения были опубликованы в 1969 г. 1463]. Позднее концепцию карт разрушения детально разработали Эшби и др [372]. [c.276]

Можно использовать уравнения, вытекающие из модельных представлений (точно так же, как при построении деформационных карт), и описывающие зависимость времени до разрушения от температуры и напряжения, для различных механизмов разрушения [464]. Эти уравнения (которые можно назвать основными уравнениями разрушения при ползучести) уже рассматривались в предыдущей главе. В дальнейшем приведем их к виду, в котором их удобно использовать при построении карт разрушения. [c.276]

К построению карт разрушения относится все, что было сказано в разд, 13.4 о построении деформационных карт. При использовании соответствующих основных уравнений достоверность карт разрушения сильно зависит от точности, с которой известны коэффициенты объемной диффузии и особенно коэффициент диффузии по границам зерен. То же самое, конечно, относится и к некоторым другим величинам, входящим в основные уравнения, таким, как Е , в уравнении (16.1), у в (16.2), А в (16.3) и в (16,4), Так же, как диффузионные, постоянные, эти величины можно оценить только приближенно. Однако значение подобных карт от этого не снижается. Такие карты дают возможность, хотя бы приблизительно, определить области внешних условий, при которых доминирует тот или иной из основных механизмов разрушения при ползучести. [c.280]

Практическое значение карт разрушения (так же, как и деформационных карт) заключается в том, что предсказание определяющего механизма разрушения, действующего при данных условиях, позволяет влиять на структуру материала с целью повышения долговечности . [c.281]

Моделирование, статистическая проверка процесса обработки, проверка ка чества заготовки, составление и применение деформационных карт, адекватно оснащение оборудования — все это очень мощные средства. Настало время, что бы применить их к созданию производственного пикла для конкретных сплавое конкретных микроструктур и конкретных, заранее заданных свойств. Заказчш выдвигает мотивированные требования улучшить качество и надежность продук ции, установить приемлемые цены эти требования заставляют промышленность i течение пяти лет поставить операцию чистовой ковки на прочную научную осно ну. Той же схеме должны следовать и требования к термической обработке Операции по предварительному обжатию слитков и по гомогенизации в ближайшие пять или более лет не потребуют столь глубокой научной проработки. В единстве с задачами термомеханического воздействия следует рассматривать управление процессами затвердевания, будь это порошковые материалы ил( слитки. [c.218]

Деформационные карты чрезвычайно полезны, поскольку позволяют получать синтезированную информацию обо всех механических изменениях материала, (включая низкотемпературную деформацию и разрушение). Они облегчают экстраполяцию, например, к тем условиям, которые встречаются в гео-ф изике. Однако, как отмечали Фрост и Ашби, необходимо сознавать, что карты ничем не лучше (и не хуже), чем те уравнения и данные, которые были использованы при их построении . Поэтому необходимо соблюдать осторожность при экст [c.260]

Как будет показано в дальнейшем (гл. 12 и 14), для того, чтобы на границах зерен не образовывались полости , проскальзывание по их границам должно аккомодироваться деформацией зерен. Такая аккомодация может быть осуществлена либо дислокационной ползучестью при низких гомологических температурах и высоких напряжениях, либо диффузионной ползучестью при высоких гомологических температурах и низких напряжениях. Уже упомянутый анализ [76, 254] данных по ползучести композита А1-А12О3, а также деформационные карты этого композита подтверждают представление, что аккомодационным процессом является диффузионная ползучесть [274], [c.169]

В значительной мере к такому заключению привели деформационные карты, которые опубликовал Эшби [24]. Пример деформационной карты уже был приведен в разд. 1.3. Из этой карты следует, что при большом среднем размере зерен (до 1 мм) в широком интервале внешних условий (важных с практической точки зрения) главным механизмом деформации является диффузион- [c.171]

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]

Деформационная карта аустенитной нержавеющей стали типа 16Сг - 13Н1 - 2,5 Мо представлена на рис. 13.1 [274]. При среднем размере зерен 40 мкм в определенной области внешних условий реализуется как диффузионная ползучесть Кобле и Набарро - Херринга, так и дислокационная ползучесть. На карте представлены кривые постоянных скоростей ползучести и области рабочих условий в активной зоне ядерных реакторов на быстрых нейтронах, для которых используется сталь данного типа. Эта область занимает большую часть поля ползучести Набарро - Херринга. Поэтому очевидно, что улучшения характеристик ползучести данной стали можно достигнуть обработкой, ведущей к увеличению среднего размера зерен. [c.201]

Другой пример деформащонной карты показан на рис. 13.2, а. Речь идет о чистом алюминии со средним размером зерен 100 мкм. Для иллюстрации влияния среднего размера зерна на рис. 13.2, б приведена карта для алюминия с й = 2,5 мкм [274]. быбор столь малого среднего размера зерен мотивирован возможностью последующего сравнения с деформационной картой для алюминия, упрочненного дисперсной окисью алюминия. Из рис. 113.2, видно, что при среднем размере зерен 2,5 мкм почти во всей области внешних усло- [c.201]

РИС. 13.2. Деформационные карты чистого алшиния со средним размером зерен 100 мкм (а) и 2,5 мкм (б) [274]. [c.202]

Деформационная карта алюминия, упрочненного 10 об. % окиси алюминия, приведена на рис. 13.4. Границы отдельных областей определены [274] с помощью уравнений (13.5)-(13.7), а также с использованием результатов для чистого алкмшия (рис. 13.2, б). Порого вое напряжение для диффузионной ползучести было вычислено из уравнения Эшби (12.48). Обратное напряжение сгд для дислокационной ползучести получено из анализа экспериментальных данных, приведенных в разд. П.З, с применением правила аддитивности (Ц.9). Поскольку анализ показал, что сг / (сг), обратное напряжение было принято за пороговое напряжение для дислокационной ползучести. На карте нанесена кривая постоянной скорости ползучести е = 10 с Переход из области дислокационной ползучести в область ползучести Кобле или Набарро - Хер ринга очень хорошо соответствует предложенной интерпретации экспериментальных данных [76, 254]. [c.203]

РИС. 13.5. Деформационная карта апюминия, упрочненного дисперсной окисью алюминия, в координатах "o/G f (объемная доля А12О3)" при 775 К, d = 2,5 мкм, г = 0,2 мкм 1274]. [c.204]

Составление деформационных карт основано на применении уравнений, описывающих зависимость скорости ползучести от температуры и напряжения, Уравйения, обычно используемые для описания диффузионной ползучести чистых металлов и твердых растворов [уравнения (13.1) и (13,2)], очень хорошо теоретически обоснованы, но все же базируются на предположении, что границы зерен являются совершенными источниками и стоками вакансий. Однако, как было установлено, это предположение выполняется не всегда скорость ползучести может контролироваться испусканием и поглощением вакансий границами зерен или движением граничных дислокаций, как это имеет место Цри диффузионной ползучести дисперсионно и дисперсно упрочненных металлических материалов. [c.204]

Структурным параметром является средний размер зерен й, однако его влиянием обычно пренебрегают [полагая показатель р в уравнении (13.3) равным нулю]. Влияние мельчайших деталей структуры учитывается показателем п в зависимости скорости ползучести от напряжения. Правильная интерпретация этого показателя и предсказание его величины возможны только на основе структурных деталей уже упомтутой универсальной дислокационной модели, До сих пор при создании деформационных карт использовались величины п, найденные экспериментально. [c.205]

Пример карты разрушения, построенной вторым из описанных способов, т. е. на основе уравнений (16.1) - (16.4), показан на рис. 16.2, а для аустенитной стали 17 Сг 12Ni-2,5Mo [464]. Деформационная карта такой стали представлена на рис. 13.1. При построении карты разрушения, приведенной на рис. 16.2, а, было использовано то же уравнение для скорости ползучести. [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...