Ползучесть твердых растворов

Скорость ползучести твердого раствора в условиях, когда он ведет себя как твердый раствор класса II, такая же, как скорость ползучести чистых металлов, контролируемая неконсервативным движением краевых дислокаций, т. е. механизмом, зависящим от диффузии вакансий (разд. 9.2). Следовательно, соответствующий средний коэффициент диффузии определяется выражением [c.53]

ПОЛЗУЧЕСТЬ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ [c.141]

В этой главе будет рассмотрена ползучесть твердых растворов, контролируемая вязким движением дислокаций, которое (при благоприятных внешних условиях) может происходить в случае упругого и химического взаимодействия атомов примеси с дислокациями или взаимодействия Фишера. [c.142]

Кроме различия в значениях показателя п, отмечены и другие различия в закономерностях ползучести твердых растворов классов I и II. Для закономерностей ползучести твердых растворов класса I характерны следующие особенности (см., например, [ 119]) [c.142]

Для закономерностей ползучести твердых растворов класса II характерны другие особенности [c.142]

Ползучесть твердых растворов 143 [c.143]

Ползучесть твердых растворов 145 [c.145]

Ползучесть твердых растворов 147 [c.147]

Ползучесть твердых растворов [c.151]

И вытекающее из этого изменение критерия закономерностей ползучести твердых растворов класса I [уравнения (10.21а) ] [c.151]

Критерий закономерностей ползучести твердых растворов класса I [c.152]

Величину постоянной В можно использовать для предсказания закономерностей ползучести твердого раствора при данных внешних условиях. [c.152]

РИС. 10.5. Предсказание закономерностей ползучести твердых растворов, основанное на значении постоянной в в уравнении (10.37), вытекающем из данных рис. 10.4 [243]. [c.153]

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]

Выше отмечалось, что для перлитных и аустенитных сталей в критерии прочности типа (4.13) у4о=0,5, а для никелевых сплавов /4=0,9. Это говорит о том, что в обследованных партиях металла сталей эффект влияния внутренних напряжений и локальных пластических деформаций в микрообъемах металла в равной степени отражается на влиянии на разрушение при ползучести 71 и (Т,. Никелевые сплавы представляют более сложный объект. Например, в [75] показано, что легирующие элементы (алюминий и титан) влияют на степень концентрации напряжений на границе раздела фаз из-за различия параметров решетки твердого раствора и вторичной фазы. [c.156]

TOB на разупрочнение стали связано с их распределением в феррите и карбидах. Известно, что изменение свойств феррита приводит к существенному изменению ползучести низколегированных сталей перлитного класса. В этих случаях молибден преимущественно входит в твердый раствор, значительно повышая энергию межатомных связей в решетке а — Fe. Легирование молибденом графитизированных сталей значительно задерживает разупрочнение феррита, и, кроме того, уже при незначительном содержании хрома и молибдена в сталях образуются сложные карбиды, которые, в свою очередь, снижают склонность сталей к ползучести. [c.113]

К сожалению, сформировавшиеся в результате внутренних реакций частицы, повышая сопротивление ползучести и длительную прочность материала, вызывают соответствующее понижение пластичности разрушения [5]. Например, если типичная пластичность при разрушении сплава, представляющего твердый раствор N1— Сг, составляет —45% [27], то при наличии упрочняющих оксидов она снижается до 1—9% [5]. Причина такого отрицательного явления до конца не ясна, но полагают, что она связана с усилением наклепа и повышением локального трехосного сжимающего напряжения, что в свою очередь приводит к более раннему зарождению полостей или микротрещин у поверхности оксидной частицы [5, 158]. [c.33]

Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи — хром, молибден, титан, ниобий — связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения,— углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы. [c.83]

При высоких температурах у всех алюминиевых сплавов наблюдается падение прочности и твердости. Это явление вызывается обратимым изменением прочностных свойств с повышением температуры и необратимыми процессами распада твердых растворов и коагуляции выделяющихся высокодисперсных кристаллов. Эти процессы усиливают ползучесть алюминиевых сплавов особенно при температурах выше 200° С. [c.99]

Необходимо отметить, что скорость ползучести алюминиевых сплавов в первую очередь зависит от температуры и напряжения и, кроме того, от структурных факторов природы основного твердого раствора, природы выделяющейся фазы, скорости коагуляции этой фазы, от формы и характера распределения этой фазы между кристаллами твердого раствора. [c.99]

Во второй период, когда высокодисперсные включения коагулируют и число блокированных плоскостей сдвига уменьшается, а твердый раствор обедняется легирующими элементами, происходит снижение пределов прочности и текучести и особенно предела ползучести. Для котельных сталей, работающих при температурах перегрева выше 350°, более существенным является второй период. [c.8]

Влияние хрома. Хром может присутствовать в стали как в виде карбида (при достаточном количестве углерода), так и в виде твердого раствора в феррите, особенно при наличии в стали элементов, обладающих большим сродством к углероду. Хром повышает пределы прочности, текучести и ползучести и незначительно понижает относительное удлинение и ударную вязкость. [c.18]

Как уже упоминалось, Шерби и Бурке [ 86] разделили все твердые растворы на два класса по величине показателя п в зависимости скорости установившейся ползучести от напряжения. Для твердых растворов класса I характерна величина я = 3, для класса II, к которому относятся и чистые металлы, - величина ге = 5. Тем не менее в определенной области внешних условий некоторые твердые растворы могут вести себя как твердые растворы класса I, а при других внешних условиях - как твердые растворы класса II. Следовательно, разделение на твердые растворы классов I и II, которое часто используется, неоднозначно. Поэтому при дальнейшем обсуждении ползучести твердых растворов (однофазных сплавов) будем придерживаться терминов "закономерности ползучести твердых растворов класса I " и "закономерности ползучести твердых растворов класса П", [c.142]

В случае, когда V ь, дислокации ведут себя так же, как и в чистых металлах. Критерием закономерностей ползучести твердых растворов класса I является приблизительное равенство V v v. Поскольку при обычных экспериментальных условиях — I, критери можно написать в виде В,/В 1. Комбинируя уравнения (10,16) - (10.18), получим критерий длЯ [c.147]

Такеучи и Аргон [ 119] показали, что уравнения (10.34) и (10,35) согласуются с экспериментом, однако предсказать закономерности ползучести твердых растворов класса I не удается. Даже введение эффективного коэффициента диффузии, определяющего скорость переползания, [c.151]

Мохамед и Ленгдон [113], основываясь на анализе [241] и используя уравнение (10.9) и эмпирическое уравнение работы [110], пришли к критерию закономерностей ползучести твердых растворов класса I, который можно записать в виде [c.152]

РИЬ. 10.4. Зависимость скорости установившейсг ползучести твердого раствора АЬ 5.5М от напряжения при 623 К, демонстрирую -щая двойственное поведение при ползучести 2431. [c.152]

Модель Такеучи и Аргона [ 119], подробно описанная в разд. 10.2.3, содержит предположение, что эффективное напряжение т равно приложение му т . Действительно, измерение эффективного напряжения при ползучести твердого раствора А1 - 5,5М5 привело к очень высокому значению отношения а /и [244], что теоретически объяснил Виртман [245]. Тем не менее обсуждаемая модель убедительно подтверждается результатами изучения переходных явлений (явлений, связанных с понижением приложенного напряжения на стадии установившейся ползучести) [ 120, 246, 247]. [c.154]

На стали Х18Н9Т получены противоположные результаты наибольшая скорость ползучести зафиксирована при кручении, минимальная — при осевом растяжении [103]. Аномальное поведение стали Х18Н9Т связано с малой стабильностью ее структуры, при испытаниях на ползучесть при 600 °С происходит интенсивное выделение из твердого раствора вторичных фаз (ст-фаза, МззСб). [c.164]

В то же время предполагается [139, 140], что непосредственно процесс окисления может вызывать ухудшение свойств твердого раствора, приводя к образованию вакансий в сплаве, а также способствуя возникновению вредных полостей. Появление таких полостей вследствие конденсации вакансий наблюдалось в никель-алюминиевых сплавах [141]. Эти вакансии и полости Киркендалла вполне способны усиливать как диффузионные, так и дислокационные аспекты ползучести аналогично радиационным вакансиям, образующимся прн интенсивном облучении сплавов. Радиационные вакансии, являясь причиной известных эффектов вспучивания, свя занных с образованием полостей [142], повышают, как было пока зано, скорость ползучести [143]. [c.32]

Многие из величин Ос еще требуется определить количественно или хотя бы качественно. Тем не менее мы предположим, что при определенных составах и микроструктурах сплавов, средах и состояниях напряжения некоторые эффекты должны быть доминирующими. В частности, применяя этот метод анализа к основному примеру поведения I типа, а именно к случаю суперсплава на никелевой основе с умеренно крупным зерном [14, 18—21], мы отметим в соответствии с эффектами, перечисленными в табл. 5, следующие положения. В такой упрочненной системе, как данный сплав (временное сопротивление 1033 МПа даже при 760 °С [169]), маловероятно, чтобы какие-либо эффекты твердого раствора существенно влияли на внутренние напряжения. Выше отмечалось, что зернограничными эф( ектами также пренебрегали. Основной эффект, как можно предположить, в этом случае будет связан с величинами Ос, аналогичными входящим в уравнение (19). Иными словами, упрочнение рассматриваемой системы на воздухе обусловлено противодействием образованию и движению дислокаций со стороны окалины с хорощей адгезией, формирующейся при испытаниях на ползучесть на воздухе, но отсутствующей при испытаниях в вакууме (см. рис. 10) или в горячей солевой среде [14]. Микрофотографии, представленные на рис. 10, показывают также, что в результате ползучести (как на воздухе, так и в вакууме) поверхностные слои подложки постепенно становятся однофазными. На воздухе образуется фаза у, вероятно, посредством селективного окисления алюминия и титана, а в вакууме образуется фаза у вследствие испарения хрома. Важно, что ни в одном случае поверхностные слои подложки не являются дпсперсиоупроч-ненными. Таким образом, эти эффекты будут иметь тенденцию к самокомпенсации при любых попытках, подобных этой, проанализировать сравнительное поведение системы на воздухе и в вакууме. [c.37]

Нагрев при высоких температурах сталей и сплавов на основе -у-твердого раствора способствует переводу в твердый раствор карбидных и интерметаллидных фаз и сопровождается увеличением объема, коэффициент линейного расширения повышается. При образовании и выделении у этих сплавов интерметаллидных и карбидных фаз объем уменьшается, в результате чего коэффициент линейного расширения сначала уменьшается, а затем, по мере обратного перехода этих фаз при старении, снова повышается. Уменьшение объе.ма при выделении фаз в ряде случаев сказывается на укорачивании образцов при испытании на ползучесть (отрицательная ползучесть). [c.218]

До настоящего времени не существует надежного прямого метода оценки повреждений, накопленных в металле в процессе ползучести. Существует несколько способов, которые применяются для ее косвенной оценки. И. Н. Лагунцов предлагал ранее оценивать повреждаемость стали 16М по снижению временного сопротивления при рабочей температуре, по снижению ударной вязкости при комнатной температуре и по переходу молибдена из твердого раствора в карбиды. Лагунцов полагал, что сталь 16М можно эксплуатировать до момента, пока 75% молибдена не перейдут в карбиды при одновременном заметном снижении механических свойств и жаропрочности. [c.250]

Аустенитные стали, используемые для изготовления пароперегревателей и паропроводов, должны содержать 17% Сг для обеспечения удовлетворительной коррозионной стойкости. Однако хром является сильным стабилизатором феррита, поэтому, чтобы избежать появления двухфазной структуры, в сталь добавляют 12% Ni или эквивалентное ему количество марганца. Сопротивление ползучести чисто аустенитной матрицы стали, например стали AISI 304L, относительно низкое, поэтому она должна быть упрочнена добавками элементов, входящими в состав либо твердого раствора, либо выделений. Простейшими добавками, находящимися в растворе, являются углерод и азот. Однако увеличение содержания углерода >0,03% приводит к тому, что при нагреве в интервале температур 600—800° С по границам зерен выпадают карбиды типа МгзСе, которые снижают пластичность и приводят к нарушению целостности сварных соединений. Этого можно избежать при добавлении в сталь сильных карбидообразующих элементов, таких как молибден, который существенно упрочняет [c.59]

Трещины в зоне термического влияния, хотя и не преобладают среди других дефектов, потенциально более опасны и способны вывести из строя всю установку. Они наблюдаются как в фер-ритных, так и в аустенитных сталях. Высокая температура, которая возникает в зоне термического влияния в процессе сварки, вызывает появление пересыщенного твердого раствора и приводит к увеличению предела ползучести. Избыточная фаза, выпадая при низкой температуре во время охлаждения или в период протекания ползучести, предотвращает деформацию внутри зерен. Деформация, возникающая в процессе охлаждения, внутреннее давление или напряжение облегчают диффузию и образование пустот по границам зерен. Этот тип трещинообразования был основным в аустенитных сталях типа 347, использующихся для изготовления трубопроводов (рис. 7.8), в которых фазой, вызывающей твердение, был карбид ниобия. Трещины возникали у кромки наружной поверхности корневого шва и обычно служили началом разрыва при расплавлении железо-ниобиевой эвтектики Однако в некоторых случаях такие дефекты при последующих проходах в конечном итоге заплавлялись. Склонность к образованию трещин увеличивалась при использовании высокопрочнога присадочного металла Ni rex . [c.81]

Старение стали уменьшает скорость ползучести только в первый короткий период, когда выпадающ,ие из твердого раствора частицы высокодисперсны. После того как произойдет достаточная их коагуляция, скорость ползучести будет возрастать. [c.11]

Ранее уже отмечалось, что в области средних температур легирование, сопровождающееся образованием неоднородных твердых растворов или двухфазных сплавов, приводит к увеличению разрыва между 00,2 и 0 2 и S , т. е. увеличивает способность к деформационному упрочнению. соответствии с этим у сплавов, содержащих такие элементы, как алюминий и олово, и у двухфазных а + р-сплавов сопротивление ползучести значительно выше, чем у нелегированного титана. Так, при 350° С у титана марки ВТ1-1 0 o4ioo 0.65ста, а у сплавов Ti—А1 и Ti—А1—Zr f l ooo = (0.8--0,85) 0, (рис. 60). [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...