Напряжения и дислокационная структура

НАПРЯЖЕНИЯ И ДИСЛОКАЦИОННАЯ СТРУКТУРА [c.56]

Во-вторых, осложняющим обстоятельством является наличие границ зерен. Усложнение условий деформации и дислокационной структуры, связанное с границами, рассмотрено в гл. П. Здесь лишь отметим, что приграничные области из-за большей турбулентности скольжения, как правило, характеризуются иными ориентировками, чем внутренние объемы кристаллитов, и большим рассеянием текстуры по сравнению с тем, которая диктуется схемой напряженно-деформированного состояния. [c.280]

В механизме изменения характеристик механических и триботехнических свойств металлов и сплавов наряду с рассмотренными характеристиками кристаллической и дислокационной структуры важное значение имеет характер распределения напряжений в поверхностном слое поликристаллических материалов. Установлено, что воздействие высокоэнергетическим пучком ионов различного сорта вызывает пластическую деформацию в тончайшем поверхностном слое до нескольких процентов. По мнению авторов [85], такая пластическая деформация может быть обусловлена статическими напряжениями и ударными волнами, образующимися в области каскадов при внедрении ионов. [c.174]

Скорость охлаждения при термической обработке является очень важным элементом режима, от которого зависят особенности приобретаемой сплавом фазовой и дислокационной структуры. Она должна быть достаточной для протекания в сплаве необходимых превращений, но не слишком большой во избежание опасных термических и фазовых напряжений, могущих вызвать растрескивание или деформацию (коробление) детали. [c.99]

Оно написано на базе современных представлений о дислокационной структуре металлов. В нем рассматриваются структурные несовершенства кристаллов, механизмы пластической деформации, особенности пластической деформации моно- и поликристаллов, изменение структуры и свойств, вызываемые деформацией и последующим нагревом, динамическая рекристаллизация и др. Анализируются технологические свойства металлов и сплавов, такие как сопротивление деформации (напряжение течения) и пластичность — особо важная характеристика, поскольку обработка давлением допустима только до тех пор, пока пластичность материала исчерпана не до конца. [c.4]

Фольга для исследования дислокационной структуры должна быть прозрачной для электронов чем меньше атомный номер элемента и больше напряжение, ускоряющее электроны, тем больше [c.98]

Значение вопроса о характере и числе действующих систем скольжения состоит в том, что от числа одновременно действующих систем скольжения зависит характер формирующейся при деформации дислокационной структуры, которая оказывает влияние на сопротивление скольжения (движению дислокаций) или упрочнение в ходе деформации, л также условия последующей рекристаллизации. Поэтому изучение кривых напряжение— деформация (см. гл. IV и V), характер которых непосредственно связан с дислокационной структурой, имеет исключительно большое значение. [c.119]

Механизмы пластической деформации монокристаллов и сопутствующие им изменения дислокационной структуры анализируют, используя кривые напряжение—де- [c.182]

Изложенные соображения относительно критического напряжения то относятся и к деформирующему напряжению Тд в области низких температур, при которых не происходит возврата. При высоких температурах наиболее активна диффузия точечных дефектов, что будет влиять на дислокационную структур. Поэтому следует различать низко- и высокотемпературное упрочнение. [c.207]

Наблюдаемые в опытах большие коэффициенты упрочнения у металлов с г. ц. к. решеткой кроме А1 можно объяснить низкой энергией дефекта упаковки (например, аустенитные стали). Как известно [см. формулу (55)], меньшим значением д.у соответствует большая равновесная ширина do расщепленной дислокации, что затрудняет поперечное скольжение и переползание дислокаций и повышает напряжение пересечения леса дислокаций. Несмотря на существенное различие дислокационных структур металлов с различной кристаллической решеткой, малые коэффициенты упрочнения металлов с о. ц. к. решеткой можно удовлетворительно объяснить большим числом систем скольжения и высокой энергией дефекта упаковки, а отсюда более свобод- [c.471]

В книге приводятся данные о механизме пластической деформации, результаты исследований упрочнения и устойчивости состояния аустенитных сплавов после ВТМО, исследований дислокационной структуры и ее влияния на жаропрочность, исследований природы усталости, релаксации напряжений в процессе нагрева и др. [c.120]

В третьей главе приведен обзор по деформационному упрочнению поликристал-лических ОЦК-металлов. Логическим центром данной главы и, может быть, всей книги является раздел о структурном обосновании перестройки кривых нагружения в координатах 5 — V"е (истинное напряжение— истинная деформация в степени 0,5), которая представляет эффективный метод исследования закономерностей деформационного упрочнения в зависимости от самых различных внутренних и внешних факторов. Именно данный метод позволил связать воедино все этапы пластической деформации, выстроив в одну цепочку предел упругости, критические деформации начала и конца образования ячеистой дислокационной структуры, ее начальный размер и закон дальнейшего изменения. В конечном счете, даже условие перехода к разрушению (пластическому) также определяется коэффициентом деформационного упрочнения. [c.4]

Изучение закономерностей изменения дислокационной структуры и напряжения течения при пластической деформации, а также вопросы структурной подготовки материала к разрушению являются наиболее актуальными задачами современной дислокационной теории. [c.7]

На основании приведенного выше анализа механизмов дисперсного упрочнения и экспериментальных наблюдений дислокационной структуры деформированных двухфазных сплавов [166] можно предположить, что процесс деформации при напряжениях, соответствующих пределу текучести, протекает следующим образом. [c.78]

Поперечное скольжение дислокаций приводит к частичной релаксации напряжений (динамический возврат) и способствует перестройке всей дислокационной структуры в ячеистую. [c.103]

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]

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]

В процессе циклического нагружения металла или конструктивного элемента эволюция его состояния связана с появлением новых механизмов накопления повреждений в кристаллической решетке. Они зарождаются и существуют в течение некоторого времени. Далее происходит усиление или затухание вновь появившихся механизмов. Усиление или ослабление действия вновь зародившихся процессов накопления повреждений происходит в соответствии с принципом естественного отбора тех способов поглощения энергии, которые позволяют поддерживать устойчивость системы наиболее длительное время. Применительно к металлам это означает выбор и нарастание влияния того способа формирования дислокационных структур, при котором в зоне с наиболее интенсивным напряженным состоянием возможно накопление повреждений наиболее длительное время без образования несплошности. [c.120]

Оба параметра ( й и ц ) характеризуют процесс формирования дислокационной структуры материала. Существенно подчеркнуть, что с возрастанием интенсивности пластической деформации комплекс (Да / 2ц) играет более заметную роль в размере субзерен, которые становятся более мелкими. Имея в виду, что при низком уровне пластической деформации влияние напряжений на размеры субзерен описывается единственным образом, можно считать, что для разного уровня напряжений размер субзерен должен сильно изменяться. [c.250]

Сплавы, склонные к коррозии под напряжением, характеризуются по крайней мере двумя анодными кривыми — основным фоном металла и участком, на котором возникает надрез с пиком напряжения, имеющим наиболее высокую скорость растворения. Такими участками могут быть структурные составляющие, границы зерен, блочных структур, кристаллографические плоскости и плоскости скольжения, дислокационные структуры. Наиболее интенсивно коррозия под напряжением развивается, когда надрезы находятся в активном состоянии или в состоянии пробоя. [c.39]

Подробное изучение дислокационной структуры в зоне фронта распространения трещины позволило установить важную особенность структурных изменений стали под действием градиента напряжений и деформаций в устье трещины. В этих условиях наблюдается локальная структурная нестабильность, которая развивается в процессе циклического деформирования и ползу- [c.46]

Для объяснения осЬбенностей поведения малых трещин необходимо рассмотреть изменение напряженно-деформированного состояния и дислокационной структуры в зоне циклической пластической деформации у вершины этих треи ин в процессе их роста. [c.168]

На начальной стадии пластическая деформация монокристалла осуществляется движением дислокаций но одной системе плоскостей—стадия легкого скольжения. Дислокации на этой стадии перемещаются сравнительно беспрепятственно на большие расстояния, обеспечивая прогрессивную деформацию без значительного роста действующих напряжений (стадия I деформационного упрочнения). После стадии единичного (легкого) скольжения начинается стадия множественного скольжения — движение дислокации в двух и более системах. На этой стадии после значительной деформации дислокационная структура металла сильно усложняется и плотность дислокаций возрастает по сравпепшо с исходным состоянием на 4—6 порядков, достигая см" . [c.46]

Исследовано влияние на дислокационную структуру напряженного металла энергетических параметров нмпульсов давления. Показано, ЧТО определяющими являются их энергия и количество, т. е. суммарная энергия. В этой связи ЭГО следует рассматривать в основном как активирующий фактор для процессов релаксации остаточных как микро-, TOI и макронапряжений. [c.79]

При достаточно высокой степени деформации (е> >80- -90%) максимальная разориентация соседних ячеек превышает 5—10° при средней разориентации 2—3°. Имеется критический угол 0кр разориентировки границы ячеек. При 0<0кр<2н-5° границы ячеек оказывают сопротивление движению дислокаций по типу сопротивления дислокаций леса . Если 0> 2-4-5°, границы ячеек становятся столь же эффективными барьерами для передачи скольлсения, как и границы зерен, повышая тем самым деформирующее напряжение. Передача пластической деформации через такие границы сопровождается нагромождением дислокаций. В отличие от разных стадий пластической деформации, когда длина плоскости нагромождения ограничена размером металлографически выявляемого зерна, при больших деформациях длина плоскости нагромождения ограничена размером ячейки. Формирование ячеистых дислокационных структур зависит от условий деформации, среди которых главными являются температура, степень и скорость деформации, вид напряженного состояния. Многочисленные экспериментальные данные дают основание утверждать что снижение температуры деформации, повышение скорости деформации, легирование (при условии, что легирование не сильно влияет на величину энергии дефекта упаковки) или загрязнение металла, повышая напряжение течения, одновременно затрудняют формирование ячеистой структуры. Ячеистая структура оказывает непосредственное влияние на свойства деформированного металла, причем структурно чувствительные механические свойства зависят не только от размера ячейки, но и от угла 0 между соседними ячейками. [c.251]

Дмслокаипи оказывают существенное влиянне на свойства кристаллов, в особенности на их механические характеристики. Из-за свободного перемещения дислокаций уже кри незначительных напряжениях в кристалле происходят заметные сдвиги, т. е. возникает пластическое течение кристалла. Поэтому дислокации могут рассматриваться как элементарные носители пластичности кристалла. Насколько существенна роль дислокаций, видно из следующего сравнения в отсутствие дислокаций предельное напряжение в кристалле, а следовательно, и прочность составляет G, а при наличии дислокаций — на несколько порядков (от трех до одного) меньше. Препятствуя движению дислокаций в кристалле путем внесения в него атомов некоторых элементов (легирование) или изменяя его поликристаллическую структуру так, чтобы возникли препятствия для движения дислокаций (напри мер, уменьшая размер отдельных кристаллитов — зерен т. е. значительно увеличивая межзеренные границы, ока зывающие тормозящее действие на движение дислокаций или создавая разветвленную дислокационную структуру в которой движение дислокаций тормозится другими дн слокациями), можно повысить прочность кристалла Однако пластичность кристалла при этом может сии зиться. [c.370]

Специфические особенности этих состояний, в том числе формирование новых фаз, дефектных субструктур (например, диссипативных и других структур самоорганизации в высоконеравновесных системах), нереализуемых при традиционных методах обработки металлов и сплавов, обусловлены высокоскоростными процессами разофева и охлаждения возможностью газонасыщения и изменения элементного состава поверхностного слоя, его гидродинамического перемешивания формированием пароплазменного облака вблизи поверхности. В результате образуется волна напряжений, или ударная волна, которая по своей структуре, длительности (в случае наносекундных пучков) и характеру воздействия на материалы существенно отличается от ударных волн, инициируемых традиционными методами [83]. Так, при плотностях ионного тока s 100 А/см- формирование и распространение ударных волн в металлах приводят к увеличению концентрации дефектов структуры, в частности дислокационных петель, на глубинах 50- [c.168]

Известно, что прочностные свойства металлов зависят не только от параметров структур .1, но также от характера и взаимодействия дефектов различного рода, в первую очередь дислокаций. В основу рентгеновского анализа дислокационной структуры было положено описание дискретно блочного строения и деформаций кристаллической решетки в микрообъемах в дислокационных терминах как неоднородное распределение плотности дислокаций. Следовательно, блоки мозаики можно представить в виде периодической сетки дислокаций со средней длиной волны D. Такое представление имеет физические обоснование, поскол1)Ку границы блоков мозаики содержат дефектные участки недостроенных и деформированных кристаллитов. При оценке плотности дислокаций внутри блоков микродеформации е можно связывать с полем напряжений, создаваемых наличием рассматриваемой неоднородности. Таким образом, определенные при анализе профиля рентгеновских линий параметры О и е позволяют в некотором приближении оценить характер распределения и плотность дислокаций. [c.173]

Анализ дислокационных структур, формирующихся в пригюверх-ностном слое при ионной имплантации, показывает, что фактически с помощью пластической деформации в пригюверхностном слое толщиной до 100 мкм происходит релаксация напряжений от легируемого в результате внедрения ионов поверхностного слоя толщиной не более нескольких долей микрометра [85]. Такие ма[ ряжения являются резул ,-татом действия статических и динамических наггряженнй. Пр[тро.(а напряжений весьма сложна, теоретически экспериментально вопрос о [c.174]

Увеличение дозы облучения (кривые 3, 4) вызывает полное снятие сжимающих и появление растягивающих напряжений с максимумом на глубине 0,25 мкм. С умен1)1иением глубины слоя растягивающие напряжения уменьшаются, переходя в напряжения сжатия в самых тонких слоях. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что ионная имплантация инициирует развитие процессов релаксации остаточных напряжений в тонком поверхностном слое, при этом на глубине 0,25 мкм появляются растягивающие напряжения. Однако при увеличении дозы облучения растягивающие напряжения исчезают, а сжимающие в слое до 1,5 мкм вновь возрастают, достигая примерно исходной величины. Релаксация напряжений связана с пластической деформацией, которая вызывается ионной имплантацией в приповерхностном слое титановых сплавов. Этот вывод согласуется с результатами электронно-микроскопических исследований дислокационных структур а-же-леза, формирующихся в приповерхностном слое при ионной имплантации и в пластически деформированных образцах, показывающих полное тождество таких структур f85]. При этом установлено также увеличение плотности дислокаций с увеличением дозы имплантируемых ионов, что может служить косвенным объяснением увеличения сжимающих напряжении, наблюдав1пегося при исследовании имплантированных образцов титановых сплавов при максимальной дозе облучения. [c.181]

Дислокационный подход имеет свои трудности в объяснении наблюдаемых зависимостей напряжения от деформации, а также условий раз-рущения материалов, что связано с протеканием сопутствующих скольжению процессов взаимодействия дислокаций [4, 8, 111, которые приводят к образованию сложных дислокационных структур и их последовательной перестройке в течение деформации [9, 10, 12]. [c.7]

Наиболее универсальным, а при определенных условиях и единственным видом взаимодействия дислокаций, имеющем место при любых температурах и деформациях металлов и сплавов, является дальнодей-ствующее взаимодействие дислокаций [233]. Наличие полей внутренних напряжений дислокационных ансамблей оказывает значительное влияние на движение дислокаций, точечных дефектов и в целом на эволюцию дислокационной структуры в процессе пластической деформации. [c.99]

Формирование ячеистых дислокационных структур при деформации характерно, по-видимому, для всех металлов при определенных условиях испытания, среди которых основными являются температура и степень деформации, а также скорость деформации и схема напряженного состояния [9]. Хольт [276], используя математический аппарат, развитый для анализа спинодального распада пересыщенных твердых растворов, впервые показал, что движущей силой перестройки, вызывающей образование модулированной структуры, является уменьшение общей упругой энергии системы за счет взаимодействия дислокаций противоположного знака. Конечным результатом такой перестройки является формирование ячеистой структуры с размером ячейки [c.120]

В работах [328, 330, 332, 339, 3551 было показано, что описание-кривой нагружения ОЦК-поликристаллов уравнением параболического типа (3.57) значительно расширяет возможности экспериментального изучения процесса деформационного упрочнения. Обобщением-результатов этих работ, а также ряда литературных данных [9, 289,, 290] является общая схема деформационного упрочнения поликристал-лических ОЦК-металлов и сплавов [47, 48] (рис. 3.33), которая отражает сложный многостадийный характер процесса, обусловленный поэтапной перестройкой дислокационной структуры при деформации. Считается, что перестройка структуры (от относительно однородного распределения дислокаций через сплетения и клубки к дислокационной ячеистой структуре) вызывает соответствующее изменение внутренних напряжений [2961, следовательно, и параметров процесса деформационного упрочнения. Данная схема основывается на анализе и обобщении результатов механических испытаний и структурных исследований, проведенных на десяти сплавах ОЦК-металлов [47, 481, которые различались по величине модуля упругости, энергии дефекта упаковки, наличию дисперсных упрочняющих фаз, уровню примесных элементов и размеру зерна (в пределах одного сплава). В частности, были исследованы при испытаниях на растяжение в интервале температур 0,08—0,5Гпл однофазные и дисперсноупрочненные сплавы-на основе железа (армко, сталь 45, Ре + 3,2 % 81), хрома, молибдена (МЧВП с размером зерна 100 и 40 мкм, Мо Н- 4,5 % (об.) Т1М, ЦМ-10-и ванадия (технически чистый ванадий), а также сплавы ванадия и ниобия с нитридами соответственно титана и циркония [95]. [c.153]

Для исследований материалов с покрытиями широко применя-етср рентгенография. Она позволяет анализировать фазовый состав основного металла и покрытий [260—265] определять упругие деформации решетки, оценивать уровень остаточных напряжений в композиции основной металл — покрытие [266, 267] изучать дислокационную структуру, дефектность кристаллического строения упрочненных материалов [247, 268—270] исследовать фазовый состав поверхностей трения [74, 250]. [c.181]

В настоящее время можно считать безусловно установленным, что усталостному разрушению, как и любому другому вйду разрушения, должна предшествовать пластическая деформация, проходящая в макро-или микрообъемах металла. Поэтому целесообразно рассмотреть изменение характера мйкронеоднородной деформации при переходе от статического к циклическому нагружению. Отличительной чертой циклических нагружений является повторность действия нагрузки или изменение ее знака. При изменении знака напряжения должно иметь место обратное движение дислокаций или выгибание дислокационных петель [ 19]. Рентгенографические исследования показали наличие обратимых изменений дислокационной Структуры. [c.29]

Величины шага усталостных бороздок 612 и 8,, формируемого в изломе при достижении коэффициентов интенсивности напряжения соответственно (Kg)i2 И (Kg)is, отвечают нижней и верхней границам линейной зависимости шага от длины трещины. Нижняя граница для шага усталостных бороздок определяет дискретный переход в развитии трещины от микроскопического к мезоскопическому масштабному уровню. Верхняя граница отвечает нарушению принципа однозначного соответствия, как было подчеркнуто в предыдущих разделах, когда на поверхности излома нарастают элементы рельефа с выраженными признаками микропестабильного нарушения сплошности материала и ветвления трещины. Это переход от мезо-уровня I к микроуровню П. Верхняя граница легко определяется по кинетическим кривым и из статистической оценки наиболее часто наблюдаемого размера элементов дислокационных структур, как это было рассмотрено в параграфе 4.1. В том числе указанная граница определена для алюминиевых сплавов на основе анализа двумерных Фурье-спек-тров параметров рельефа излома в виде усталостных бороздок. Из всех оценок следует, что для алюминиевых сплавов 5. = 2,14-10 м. [c.219]

Помимо изменений в дислокационной структуре матрицы в процессе ползучести происходит миграция участков границ зерен между закрепленными точками — карбидными частицами. Процесс миграции участков границ приводит к перераспределению напряжений и росту их в местах закрепления, что способствует зарождению пор у карбидов. Известно [II], что межзе-ренное проскальзывание является одним из механизмов зарождения пор на границах зерен. В [10] обнаружено межзеренное проскальзывание при длительной ползучести также и в стали 12Х1МФ в условиях эксплуатации. [c.18]

Гибы паропроводов, работающие в более тяжелых по сравнению с прямыми участками условиях, повреждаются из-за ползучести более интенсивно в тех же температурно-временных условиях. Это вызвано не только более высоким уровнем напряжений, но и различиями в дислокационной структуре холоднозагнутых гибов. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...