Проскальзывание по границам зерен

Здесь не рассматриваются материалы, для которых основным механизмом пластической деформации при скоростях деформации Ю- —10- с- является проскальзывание по границам зерен. [c.155]

Рис, 13.29. Схема образования трещин Ьри проскальзывании по границам зерен [c.531]

При температурах Т О,БТ до 20% от общей пластической деформации может быть связано с проскальзыванием по границам зерен. Немаловажную роль здесь играют диффузионные процессы, существенно облегчающие как внутризеренную, так и межзеренную пластическую деформацию. Становится возможным диффузионное перемещение (проскальзывание) отдельных кристаллитов, облегчаемое вакансиями, концентрация и подвижность которых при таких температурах существенно возрастают. [c.105]

При очень малых напряжениях ( JG < 10 ) движение дислокаций или прекращается, или становится столь медленным, что им можно пренебречь. В этом случае ползучесть продолжается за счет диффузионных потоков атомов (или ионов), которые движутся в объеме металла или по границам зерен из сжатых областей кристаллической решетки в растянутые (рис. 1.13). Такие потоки приводят к деформации при условии проскальзывания по границам зерен [35, 42—44]. Модели, описывающие диффузионную ползучесть [42—44], предполагают, что скорость деформации определяется суммарной скоростью диффузии (зернограничной и решеточной). При введении эффективного коэффициента диффузии получают следующее выражение для скорости деформации [c.25]

Первым этапом исследования была оценка деформации, развивающейся в процессе сварки в околошовной зоне и реализующейся за счет межзеренного проскальзывания. С этой целью определялась величина вертикальной составляющей проскальзывания по границам зерен йгр. [c.98]

Наконец, надежно доказано, что границы зерен становятся очень склонными к нарушению сплошности, если на них попадает жидкая фаза, как в случае охрупчивания при контакте с жидким металлом [89, 166]. Этот эффект дол кен быть особенно заметен в таких горячих агрессивных средах, в которых эвтектики с низкой температурой плавления не будут разнородными (например, N 382—N1 и Сг5—Сг [91]). Кроме того, известно, что газы, адсорбированные на границах и способные., например, преимущественно диффундировать вдоль них в глубь сплава при низких температурах (когда образование коррозионных продуктов маловероятно), могут понижать поверхностную энергию и, вероятно, силы сцепления на границе [167, 168]. Этот эффект может усиливать проскальзывание по границам зерен и растрескивание. [c.34]

Усиление ползучести (проскальзывания по границам зерен) в результате появления кислорода на границах зерен [c.35]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) подтверждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом. В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практически не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации па воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

Общая деформация при ползучести вызывается ие только грубым скольжением, обусловленным образованием пачек плоскостей скольжения, хорошо видимых под оптическим микроскопом, и проскальзыванием по границам зерен, но и другими процессами. В частности, к таким процессам относятся тонкое скольжение и направленная диффузия атомов металла в поле напряжений. Тонкое скольжение происходит в областях между пачками, где не наблюдается видимых под микроскопом линий скольжения. Наличие тонкого скольжения при растяжении ряда чистых металлов было обнаружено в результате исследований с применением электронного микроскопа [Л- 63]. Прямых доказательств существования тонкого скольжения при ползучести пока нет, но есть ряд косвенных предпосылок, делающих допущение [c.73]

При варианте ПА величина 0 = Oj, е = а -при ПБ величина а = а , я е = е . Наиболее сложно предсказать характер суммирования повреждений от термической усталости и ползучести при средних напряжениях вследствие большого числа механизмов длительного статического деформирования. С достаточной уверенностью можно сказать, что при малых амплитудах термического цикла и средних напряжениях ползучести происходит разрушение по границам зерен, так как в случае термической усталости материала имеет место проскальзывание по границам зерен, достаточное для зарождения клиновидных трещин. В результате возможно некоторое снижение суммарной относительной долговечности. [c.56]

Для деформации при термической усталости проскальзывание по границам зерен уже характерно на первых циклах, в результате чего на поверхности шлифа проявляются границы. Установлено, что зерна смещаются как в плоскости шлифа, поворачиваясь па некоторый угол одно относительно другого, так и в перпендикулярном направлении. В этом случае, как показали результаты интерференционного метода исследования, на поверхности образца образуется вертикальная ступенька. С увеличением числа циклов происходит накопление зернограничной деформации, о чем можно судить по значительному расширению границ. Это явление происходит чаще всего при термоциклировании в области высоких температур и имеет сходство с обычной ползучестью, которой также присуща деформация цо границам зерен, [c.102]

В области повышенных температур (40—200° С) межкристал-литные трещины зарождаются быстрее в цинке с примесями (98,7 %), которые могут образовывать поры с вакансиями и перемещаться к границам зерен. Вследствие торможения миграции границ и уменьшения разности прочности тела зерна и его границы деформация сосредоточена по границам зерен, что приводит к образованию клиновидных трещин особенно вблизи тройных точек. Такой вид разрушения весьма характерен для ползучести и его возникновение связывают с проскальзыванием по границам зерен, которое, вероятно, вызвано переползанием дислокаций вдоль границ зерен и инициируется повышенной концентрацией вакансий. [c.114]

Возможны две схемы межзеренного разрушения, обусловленные развитием проскальзывания по границам зерен. При относи- [c.12]

Снижение опасности образования трещин может достигаться также уменьшением размера зерна свариваемых заготовок путем проведения их аустенитизации при более низких, чем обычно регламентируется, температурах [10]. Если, как правило, рекомендуемые температуры аустенитизации лежат в пределах 1100— 1190° С, то в целях получения мелкого зерна в заготовках желательно нагрев под аустенитизацию проводить при температурах 1000—1080° С (в зависимости от марки сплава). В этом случае, как было ранее показано на рис. 24, заметно снижается средняя величина проскальзывания по границам зерен околошовной зоны при сварке и относительное число границ, по которым проскальзывание проходит. Положительное влияние мелкого зерна связано, во-первых, с уменьшением концентрации напряжений на границах, а во-вторых, с миграцией границ при воздействии цикла сварки. В результате этого происходит освобождение границы от повреждений, которые накапливаются на неподвижной границе при крупном зерне. Исследование механизма процессов в околошовной зоне высоконикелевых сплавов и проверка выдвинутых положений с помощью жестких кольцевых технологических проб подтвердили целесообразность использования сплавов [c.241]

Высокими считаются температуры, превышающие минимальные температуры рекристаллизации, т. е. -- 50% температуры плавления металлов. В ряде случаев именно в этой области работают металлы огневых стенок агрегатов ЖРД. При таких температурах прочность и пластичность металлов начинают зависеть от скорости деформации. Это объясняется тем, что к основным видам деформации кристаллов — скольжению и двойникованию в высокотемпературной области — добавляется проскальзывание по границам зерен. Границы зерен являются слоями толщиной в, несколько атомов с особой структурой дислокаций, обеспечивающей непрерывный переход между кристаллическими решетками соседних зерен. Прочность границ сильнее, чем прочность собственно зерен, зависит от температуры материала и скорости деформации. Как показано на рис. 4.19, зерна по сравнению с их границами относительно менее прочны в области низких температур. Поэтому в этой области (левее точки ai пересечения графиков 1 ж 2, соответствующей равной прочности зерен и их границ) пластичные металлы деформируются и разрушаются всегда непосредственно по зернам кристаллов. [c.91]

В работе [275] наиболее вероятным процессом, контролирующим ползучесть дисперсных композитов, считается образование полостей на стыках частиц с границами зерен. Здесь опять речь идет о процессе, который аккомодирует проскальзывание по границам зерен, так как, скорее всего, именно оно приводит к образованию полостей (гл, 15). Дальнейший рост полостей на границах зерен может происходить в результате дислокационной ползучести, проскальзывания или диффузии по границам или комбинации этих процессов (гл. 15), [c.169]

Роль проскальзываний по границам зерен при диффузионной ползучести принципиально отличается от их роли при дислокационной ползучести, В первом случае проскальзывание является неизбежным результатом процесса диффузии. Наоборот, во втором случае - при дислокационной ползучести -проскальзывания вообще не должны происходить, если действует достаточное число независимых кристаллографических систем скольжения так, чтобы выполнялся критерий Мизеса. Если этот критерий выполнен, каждое зерно может свободно деформироваться без образования пустот на границах зерен. [c.177]

РИС. 12.3. Аккомодация диффузионной ползучести проскальзыванием по границам зерен [ээ]. [c.177]

Диффузионная ползучесть, аккомодированная проскальзыванием по границам зерен, является основой сверхпластичности. При обсуждении механизмов сверхпластичности на передний план выступает тот факт, что в рассматриваемом случав деформация достигает очень больших значений, но зерна и после больших деформаций остаются равноосными. [c.197]

Для ряда металлов установлено, что между проскальзыванием по границам зерен и полной деформацией существует линейная зависимость (рис. 102). Учитывая, что наибольшая составляющая общей деформации — внутризеренная деформация, вышеприведенные сведе- [c.174]

Множественное скольжение в г. ц. к. поликристаллах приводит к быстрому образованию барьеров Ломер — Коттрелла, а линейная стадия II и параболическая стадия III наблюдаются сразу же за параболической стадией I. Как и для монокристаллов, напряжение, при котором начинается стадия III, быстро убывает с повышением температуры. На стадии III развито поперечное скольжение, и при больших степенях деформации границы зерен не играют существенной роли, поскольку упрочнение определяется процессами внутри зерна, а связь между зернами сохраняется в результате аккомодационных процессов в областях, непосредственно примыкающих к границам зерен локальное множественное скольжение, сбросообразование, двойникование, проскальзывание по границам зерен и др. [c.236]

При температурах выше 0,5Тпл значительная часть пластической деформации может осуществляться за счет проскальзывания по границам зерен, что обусловлено усилением процессов диффузии (объемной, зернограничной, трубочной), причем диффузионное перемещение [c.6]

Разрушение по границам элементов структуры — межзеренное или межъячеистое разрушение, при котором трещина идет по границам зерен или дислокационных ячеек. Различают хрупкое межзеренное разрушение, которому предшествует пластическая деформация-внутренних объемов зерен и пластичное межзеренное разрушение. Указанные типы межзеренного разрушения обычно относят к низкотемпературным типам разрушения. Кроме того, существуют высокотемпературное межзеренное разрушение и межзеренное разрушение при ползучести. Эти механизмы обусловлены высокотемпературным-проскальзыванием по границам зерен и диффузионным зарождением пор на границах. Они подробно изложены в обзорах Эшби с сотрудниками [404]. [c.201]

Существует два различных механизма межзеренного разрушения при ползучести 1) при действии высоких температур характерным является разрушение путем образования и роста пор в приграничных зонах [58] 2) при относительно невысоких температурах, когда существенную роль в качестве концентраторов напряжений играют стыки зерен, разрушение проходит путем проскальзывания по границам зерен. При электронно-фракто-графическом исследовании в первом случае на поверхности излома наблюдается мелкоямочный рельеф, во втором — следы сдвиговой деформации. [c.89]

Работоспособность деталей и элементов многих машин и конструкций лимитируется их способностью к пластической деформации. При определенных температурно-скоростных условиях из-за значительного падения пластичности в металлических материалах проявляется склонность к хрупкому разрушению. В частности, при высоких температурах снижение пластичности происходит за счет интенсивного развития межзе-ренного смещения. В свою очередь, смещение по границам зерен вызывает зарождение и развитие микротрещин, приводящих к межкристаллитному разрушению. Экспериментальному определению величины проскальзывания по границам зерен и вклада межзеренного смещения в общую деформацию посвящен целый ряд работ. [c.36]

Поскольку высокоэнергетические границы зерен являются местами преимущественного зародышеобразования при внутреннем окислении и образовании выделений, то можно было бы ожидать, что на границах зерен будет выделяться большая часть образующихся внутри сплава оксидов, карбидов, нитридов и т. д. Это в свою очередь должно приводить к упрочнению и повышению стойкости против проскальзывания по границам зерен [5, 18—21, 140]. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эту гипотезу [32, 33], но вместе с тем еще раз выявили, что улучшение характеристик ползучести достигается ценой пония<ения пластичности разрушения. Зернограничные выделения могут ускорять (и действительно ускоряют) образование вредных полостей на границах зерен [33, 55, 164, 165] и последуюпще зарождение трещин, что в конечном счете приводит к разрушению [140]. [c.34]

Образование внутренних выделений оксидов или другиу коррозионных продуктов Уменьшение ползучести (проскальзывания по границам зерен) в результате выделения оксидов на границах зерен [c.35]

Основная неизвестная величина при анализе ползучести обычных иоликристаллических материалов, даже в случае одной и той же среды,— взаимодействие между транскристаллнтной, или дислокационной, ползучестью и такими ее формами, связанными с границами зерен, как проскальзывание по граница.м и диффузионная ползучесть. Такое взаимодействие, предполагающее наличие процессов взаимной аккомодации [170, 171], должно, конечно же, зависеть от размеров зерна. Неудивительно поэтому, что одним из основных наблюдений, связанных с коррозионной ползучестью и разрушением, является обусловленный размером зерна переход между поведением I и II типов. Для ясности обратимся вновь к табл. 5. В одном и том же сплаве по мере уменьшения размера зерна упрочнение поверхностей зерен может все в большей степени компенсироваться ослаблением выходящих на поверхность граней. При этом межкристаллитный тип ползучести (проскальзывание по границам зерен) становится доминирующим, т. е. зер-иогранпчные эффекты по-прежнему важны. Кроме того, как уже обсуждалось, окисление, или проникновение воздуха вдоль границ, может усилить скольжение по границам зерен за счет, например, уменьшения сил связи [29, 30, 35]. Первое предположение вполне разумно и подтверждается в случае однофазных систем [170]. [c.39]

Рис. 20. Строение границ зерен стали Х16Н16МВ2БР (ЭПТ184) после нагрева по термическому циклу сварки и межзеренное проскальзывание по границам зерен при высокотемпературной деформации

Выполненные исследования [42] подтверждают эти общие положения. В шве и на участке околошовной зоны наблюдается интенсивная пластическая деформация, протекающая путем проскальзывания по границам зерен, миграции границ, внутризерен-ного скольжения и двойникования. По интенсивности следов высокотемпературной пластической деформации величина ее в отдельных мнкрообъемах соответствует деформации при растяжении в 5—10%. По мере удаления от границы сплавления следы проскальзывания по границам зерен исчезают, а следы скольжения в теле зерна остаются. Интенсивность развития следов скольжения в зернах соответствует примерно деформации при растяжении в 3—5%. [c.39]

Дисперсиониотвердеющие сплавы на никелевой основе обладают наибольшей склонностью к околошовному растрескиванию из всех рассмотренных ранее материалов. Она обусловлена высокой прочностью тела зерна за счет избыточного легирования сплава и прохождением вследствие этого пластической деформации цикла сварки в околошовной зоне преимуш,ественно путем проскальзывания по границам зерен. Из-за высокой прочности тела зерна отсутствует релаксация пиков напряжений, возникающих у препятствий проскальзыванию (например, в точке стыка трех зерен). [c.241]

Новым моментом, важным для теории эффекта сверхпластичности, является установление связи внутризеренного скольжения и зернограничного проскальзывания при сверхпластической деформации. Автор обратил внимание на, то, что взаимодействие решеточных дислокаций с границами зерен имеет важное значение для объяснения доминирующего вклада проскальзывания по границам зерен при сверхпластическом течении. На основе современных представлений о физике большеугловых границ в книге обосновывается новое положение дислокации входят в границы зерен и при температурно-скоростных условиях, характерных для этого явления, делают структуру границ неравновесной. В результате стимулируется зернограничное проскальзывание и миграция границ зерен. На основании этих данных, а также данных, полученных из эксперимента, удалось создать физическую модель явления, не только удовлетворительно описывающую известные положения, но позволившую предсказать новые эффекты. [c.5]

Если проскальзывание вдоль границ зерен не аккомодируется диЬлока-ционным скольжением или направленной миграцией вакансий, то на границах зерен возникают пустоты или трещины. Образование и, главным обргоом, рост этих пустот за счет дислокационного скольжения и продолжающихся процессов проскальзывания по границам зерен, а также миграции вакансий вдоль границ зерен к пустота (и осаждения атомов на границах), как и различные комбинации этих процессов,, вызывают, естеотвенно, макроскопическую пластическую деформацию. Образование и рост межкристаллитных пустот могут привести к межкристаллитному разрушению. [c.16]

На карте нанесены кривые постоянных скоростей деформации. Областям В, С, О к Е соответствуют скорости установившейся ползучести, области А -скорост-ь ползучестоки испытаниях на растяжение. Проскальзывание вдоль границ зерен не считается особым механизмом деформации, так как нет совокупности внещних условий, при которых доминировало бы проскальзывание по границам зерен. Деформационный механизм, связанный с неконсерватив- [c.17]

Скорость дислокационной ползучести (по крайней мере, чистых металлов) в таком случае, по-видимому, от реомера зерна не зависит. Возрастание скорости установившейся ползучести с уменьшением среднего размера, меньшего 100 нм, можно обьяснить вкладом проскальзывания по границам зерен и, возможно, вкладом диффузионной ползучести. Как будет показано в гл. 14, вклад проскальзывания по границам зерен в деформацтситри ползучести обратно пропорционален среднему размеру зерен, а скорость диффузионной ползучести, как было сказано, обратно пропорциональна второй или третьей степени этого размера. Из приведенного объяснения следует, что вклад проскальзывания по границам зерен и вклад диффузионной ползучести при средних размерах зерен, больших 100 нм, в рассматриваемых условиях [ 109] пренебрежимо мал, по крайней мере, в случае меди. [c.64]

Скорость установившейся ползучести меди л четко выраженной кубической текстурой была, в одних и тех же условиях, ниже, чем для такой же меди с лроизвольной кристаллографической ориентацией зерен. Это можно объяснить не только влиянием преимущественной ориентащи зерен, но и тем, что проскальзывание по границам зерен, приближающихся по своим свойствам к малоугловым границам, в этом случае проявляется в гораздо меньшей степени. [c.64]

Как мы уже видели в гл 3 и 4, для сплавов, упрочненных частицами (в основном, композитов), характерны, с одной стороны, высокие и часто зависящие от температуры значения кажущейся энергии активации ползучести Qp, а с другой стороны, — большие величины параметра т чувствительности к напряжению скорости установившейся ползучести. Поэтому вряд ли могут быть сомнения в том, что скорость ползучести сплавов, упрочненных выпадающими частицами, и дисперсных композитов контролируется процессами, зависящими от диффузии при низких напряжениях, недостаточных для про-давливания дислокаций между частицами, дислокации преодолевают частицы переползанием, тогда как при достаточно высоких напряжениях частицы преодолеваются по механизму Орована (продавливание дислокаций между частицами). При определенных условиях могут доминировать проскальзывания по границам зерен или диффузионная ползучесть. Преодолевать частицы их перерезанием дислокации могут только при совершенно специфических условиях, а именно частицы не только должны быть когерентны с матрицей, но и должны иметь одинаковую с матрицей кристаллическую структуру, а параметр решетки частиц фазы должен лишь незначительно отличатьбя от параметра решетки матрицы. Эти условия следуют из правила постоянства вектора Бюргерса вдоль линии дислокации. [c.156]

Многие авторы считают, что деформационным механизмом, доминирующим при ползучести композитов в условиях высоких гомологических температур и относительно низких напряжений является проскальзывание по границам зерен. Такой механизм характерен, в частности, для ползучести композита Ni--2Th02 [97]. Исследование закономерностей ползучести композита А1-А120д в зависимости от структуры и тот факт, что в процессе ползучести плотность дислокаций заметно не изменяется, привели к аналогичным выводам. Позднее анализ [7 , 254] данных по ползучести [271] на основе представлений об обратных напряжениях подтвердил эти заключения. [c.169]

При диффузионной ползучести поликристаллов атомы переносятся от границ, на которые действует сжимающее напряжение, к границам, на которые действует растягивающее напряжение. Это, естественно, ведет к изменению формы зерна. Аккомодация изменени5 формы отдельных зерен может осуществляться проскальзыванием по границам зерен. Если бы проскальзывания по границам зерен не происходили, то на границах зерен, находящихся под действием сжимающих напряжений, образовывались бы пустоты, Это [c.176]

Взаимодействие проскальзывания по границам зерен с диффузионной ползучестью изучалось несколькими авторами. Рай и Эшби [279] рассматривали идеализированный поликристалл, в котором ароскальзывания могут происходить в двух взаимно перпендикулярных системах границ, обозначенных на рис. 12.4 жирными линиями и цифрами 1 н 2, Лотоки вакансий, связанные с проскальзыванием, для обеих систем обозначены штриховыми линиями и стрелками. Форму границы системы (например, 1 можно описать рядом Фурье [c.177]

РИС. 12.4. Идеализированный поликристалл, в котором проскальзывания по границам зерен могут происходить в двух взаимно перпендику пярных системах границ, обозначенных цифрами Т и 2 [219]. [c.178]

Проскальзывания по границам зерен обычно рассматривают как неизбежный эффект диффузионной ползучести. Механизм лроскальзывания по границам зерен в связи с диффузионной ползучестью быЛ очень хорошо описан в работе [ 280] вопрос о том, могут ли проскальзывания независимо вносить свой вклад в деформацию ползучести (в условиях, при которых дислокационная ползучесть не происходит), широко обсуждался до недавнего времени. В некоторых работах (главным образом [281-283]) делались попытки ооосно-вать правильность представлений о том что проскальзывание может привести к не зависящему от диффузии вкладу в ползучесть. Однако в работах [279, 284 - 286] было показано, что при рассмотрении данного деформационного процесса логичнее приписать деформацию ползучести целиком либо проскальзыванию по границам зерен, лм о .диффузии. Деформация может происходить только тогда, когда проскальзывание и диффузия действуют одновременно, и, наоборот, она равна нулю, если один из процессов не име- [c.179]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...