Разрушение по границам зерен

Причина различной скоростной зависимости критических параметров при внутри- и межзеренном разрушении заключается в разной природе физических процессов, приводящих к накоплению меж- и внутризеренных повреждений. Как уже отмечалось, межзеренное разрушение в рассматриваемых условиях связано с зарождением, ростом и объединением пор по границам зерен. Следует подчеркнуть, что во многих работах [199, 256] разрушение по границам зерен связывается с ростом микротрещин, зародившихся в стыках трех зерен. Однако выполненные в последнее время фрактографические исследования [256] достаточно убедительно показали, что указанные механизмы не являются альтернативными в обоих случаях процесс развития повреждений является кавитационным [256, 326]. Более легкое зарождение пор в тройных стыках приводит к неоднородному развитию повреждений и формированию клиновидных микротрещин, которые в процессе роста поглощают мелкие поры, зарождающиеся по всей поверхности границ зерен [256]. Таким образом, указанная дифференциация межзеренных повреждений является достаточна условной и при описании процессов накопления повреждений на границах зерен целесообразно исходить из моделирования их кавитационными механизмами. [c.154]

При более высоких температурах у свинца, очищенного зонной плавкой, не происходит преждевременное оплавление и разрушение по границам зерен, тогда как при наличии примесей это явление наблюдается [1]- [c.58]

Рассматриваемое разрушение лопаток является смешанным. Даже на начальном этапе развития трещины по границам зерен на нее оказывает влияние вибрационная нагрузка от набегающего газового потока. Особое значение имеет тот факт, что лопатка в этом потоке подвергается скручиванию, создающему сдвиговые напряжения. Они способствуют облегченному разрушению по границам зерен и более быстрому зарождению трещин при всех механизмах разрушения по сравнению с растяжением (изгибом) при одноосном напряженном состоянии материала. Поэтому данные по испытаниям материала на длительную прочность при растяжении не в полной мере отражают реальную долговечность материала при возникновении в нем начальных межзеренных трещин. [c.627]

Наиболее распространенным для коррозионного растрескивания является развитие разрушения по границам зерен. Это, как правило, наблюдается в алюминиевых сплавах и некоторых [c.75]

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]

В соответствии с концепцией суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок экспериментально полученные закономерности обусловлены характером взаимодействия процессов накопления повреждений и разрушения при максимальном эффекте суммирования повреждений в зоне разрушения по границам зерен при низких параметрах комбинированных нагружений (близких к эксплуатационным). Следовательно, для рассматриваемой категории деталей наиболее характерна область устойчивого снижения параметра суммарной относительной долговечности по сравнению с долговечностью, полученной по правилам простого линейного суммирования повреждений от длительной статической и термоциклической нагрузок. Поэтому необходимо применять параметр < 1. [c.170]

На разрушение по границам зерен заметное влияние оказывает скорость деформирования. В этом отношении представляют интерес испытания сплава Ti—6А1 при 800° С с разными скоростями деформирования и на различные степени растяжения. В условиях ползучести испытывались образцы, нагруженные на [c.112]

Такая картина предполагает, что в исходном состоянии все напряжения в области перед вершиной трещины сняты, и микро-структурные неоднородности не влияют на поведение образца. Однако во многих экспериментах предварительная деформация, созданная у механических надрезов или у наведенных трещин, не устранялась при последующей термической обработке, и рост трещины в наклепанных участках мог начаться раньше. При этом область Л может подниматься вертикально от—оо с последующими участками постепенно уменьшающейся крутизны до достижения установившегося состояния. У сталей, испытанных при низких исходных значениях АК, когда размер обратной пластической зоны менее одного диаметра зерна, на форму области А может влиять разрушение по границам зерен, что увеличивает показатель т [уравнение (395) и поднимает общий уровень этой части кривой скорости роста трещины. [c.235]

Интегрирование уравнений (АЗ.67) позволяет определить кривую ползучести, время вязкого разрушения (по телу зерна), времена хрупкого разрушения по границам зерен либо образования пор по границам (преимущественно). [c.99]

Межкристаллитная коррозия (МКК) — один из наиболее опасных видов местной коррозии сплавов, вызывающий избирательное разрушение по границам зерен. В результате этого происходит потеря прочности и пластичности сплава и преждевременное разрушение ответственных конструкций. Межкристаллитная коррозия наблюдается у многих технических сплавов на основе железа и, в особенности, у нержавеющих сталей различных классов (Fe—Сг, Fe—Ni— r, Fe—Mn Ni—Сг и др.), на основе никеля (Ni—Мо, N1—Сг—Мо), на основе алюминия (AI—Си, А1—Mg—Si). [c.100]

Зависимость коррозионной стойкости под напряжением промышленного сплава В95 этой системы от температуры старения и времени приведена на рис. 153. Сплав В95 склонен к межкристаллитной коррозии, но в ненапряженном состоянии она не приводит к резкому снижению прочности сплава. Наличие напряжений растяжения резко усиливает разрушение по границам зерен. При этом происходит направленное разрушение, приводящее к коррозионному растрескиванию. [c.270]

При прокатке стали после отпуска из-за пластической деформации зерен происходит нарушение сплошности нестойких границ кристаллитов. Нарушение непрерывности анодной зоны затрудняет развитие коррозионного разрушения по границам зерен, повышает коррозионную стойкость стали. [c.122]

Если обратиться к механизмам разрушения по границам зерен в результате диффузионного переноса массы, то в этом случае при У< О и лри определенных кинетических условиях, действительно, при отжиге без приложения нагрузки может происходить зарождение межзеренных трещин. Наиболее вероятным механизмом в этом случае представляется конденсация вакансий при отжиге на тех границах, где И/< 0. [c.134]

Рис. 49. Зависимость напряжений хрупкого разрушения а при —196 С от размера зерна с/ для а-железа (/), разрушенного транскристаллитным сколом, и для сплава Ре + 0,02 % Р 12), разрушенного по границам зерен

Межкристаллитная коррозия (МКК) — это локальное коррозионное разрушение по границам зерен металла, приводящее к потере прочности и пластичности. Межзереннае вещество, действующее как анод, контактирует с большой поверхностью самих зерен, являющейся катодом. Коррозия протекает быстро, глубоко проникая в металл и приводя иногда к катастрофическим разрушениям. Нержавеющие стали типа 18-8 или дюраль (4 % Си—А1), подвергнутые неправильной термообработке, склонны к МКК. Примером неэлектрохимического межкристаллитного разрушения может служить коррозия никеля при высокой температуре в се-русодержащей атмосфере. При этом происходит проникновение серы по границам зерен металла — см. [1, рис. 14 на с. 1109]. [c.28]

Металлы, имеющие о. ц, к. решетку, группы VIA (вольфрам, молибден и хром) более подвержены хрупкому разрушению, чем металлы группы VA, и имеют более высокие температуры перехода, например для вольфрама 200—400° С. Однако еслп указанные металлы имеют меньшую степень чистоты, то происходит хрупкое разрушение по границам зерен (межзеренное разрушение). По мере увеличения степени чистоты, достигаемой зонной очисткой, вид разрушения изменяется. При этом разрушение становится внутризеренным и происходит для вольфрама и молибдена по плоскостям 001 и определяется в первую очередь величиной поверхностной энергии, которая согласно модифицированному выражению Гриффитса (160) и (161) может составлять значительную часть полной энергии. Однако при большем содержании примесей поверхности скола совпадают с границами зерен, так как сегрегация примесей понижает поверхностную энергию, т. е. = 2епр— з, г. Поверхностная энергия 2е р, требуемая для разрушения, уменьшается па величину энергии границ зерен з. г. Кроме того, значение впр уменьшается благодаря присутствию примесей, так как (епр)граииц< (enp) ooi . В результате разрушение становится межзеренным. Примером такого перехода от внутризеренного к межзеренному хрупкому разрушению (вследствие появления сегрегаций примесей по границам зерен) является охрупчивание железа при малых концентрациях фосфора и кислорода. [c.430]

Нельзя согласиться с мнением автора [42] о наличии у сплавов эквикогезивной температуры, выше которой прочность границ зерен меньше прочности самих зерен. Высокотемпературное разрушение по границам зерен наблюдается только при загрязнении их примесями, например свинцом, образцы чистой латуни разрываются по телу зерен (см. рис. 9) при ф= 100 % [43]. Однако у сплавов закономерности усложнены дополнительным влиянием легирования, приводящего к искажению кристаллической решетки, повышению деформационного упрочнения, температуры рекристаллизации и пр. Еще большие изменения происходят при образовании других фаз, появлении способности к закалке и другим видам термической обработки. Существенное влияние оказывает изменение растворимости легирующего элемента с температурой. [c.177]

Разрушение по механизму ямочного разрыва может проходить не только в теле зерен, но и по приграничным зонам, по границам субзерен. В общем случае межзеренный ямочный разрыв характеризуется более мелким рельефом (см. рис. 5, и), чем виутризеренный. Фрактографически разрушение по границам субзерен отличается от разрушения по границам зерен отсутствием четко выраженной огранки (в случае разрушения по отдельным субграницам) или меньшим размером фрагментов по отношению к размеру зерна (в случае прохождения разрушения целиком по границам субзерен). [c.27]

Для каждого материала критическая скорость деформирования, определяющая переход от разрушения по телу зерен (в области высоких напряжений и соответственно высоких скоростей деформации) к разрушению по границам зерен (для более низких напряжений и малых скоростей деформации), для данной температуры является достаточно постоянной величиной [23]. Перелом на кривых а (т) соответствует переходу от внут-ризеренного к межзеренному разрушению [100]. На эту характеристику существенное влияние оказывает состояние материала. В случае дефектности границ зерен (сильный пережог, перегрев, [c.87]

С повышением температуры переход от внутри- к межзерен-ному разрушению в большинстве случаев смеш,ается в область более высоких скоростей деформации. Считается [79], что межзеренное разрушение возникает при температуре, равной или превышающей температуру эквикогезии (лгО.бГпл). Это объясняется тем, что при этой температуре граница претерпевает фазовые превращения типа упорядочение — разупорядочение [4]. Однако, поскольку переход от внутризеренного разрушения к межзеренному в значительной степени определяется и скоростью деформирования, достижение температуры эквикогезии не всегда приводит к межзеренному разрушению. Существует мнение, что разрушение по границам зерен подавляется и при очень низких скоростях деформирования, что объясняется зато скольжения из-за низкого уровня напряжения [111 [c.88]

Большое значение в определении роли среды и различных ее компонентов на процессы, протекающие при МКК, имеют потенциостатические методы исследований. Так, сравнение анодных потенциостатических кривых аустенитных коррозионно-стойких сталей, склонных и не склонных к МКК, показывает, что на материалах, восприимчивых к разрушению по границам зерен, ток анодного растворения в активном состоянии, области частичной пассивации и устойчивого пассивного состояния всегда Бгдше, чем для таких же материалов в аустенизированном состоянии 150]. С помощью потенциостатических исследований можно установить область потенциалов, при которых в дайной среде происходит наиболее сильная МКК, какие условия и добавки в среду вызывают смещение стационарного потенциала матери- [c.59]

В настоящее время считают, что основной причиной ВТРО является нарушение баланса прочности тела зерна и границ зерен, вследствие чего в облученных материалах происходит преимущественное разрушение по границам зерен. Исследования структуры и механических свойств никеля, железа, стали ОХ16Н15МЗБ и других материалов показывают, что если в материал внедрен гелий, то наблюдается его охрупчивание при высоких температурах. Однако данное явление не может быть объяснено простым накоплением гелиевых пузырьков на границах зерен, как это следует из гипотезы Барнса, [c.111]

Количественным выражением интеркристал-литной коррозии служит глубина коррозионного разрушения по границам зерен в мм за год [8]. Эта величина непосредственно определяется на шлифе под микроскопом Полная оценка сплавов, подверженных интеркристал-литной коррозии, независимо от того, работают или не работают они при механических нагрузках, производится не только по коррозионному разрушению, но и по снижению механических свойств, причём так же, как и во всех других случаях, количественная оценка сопровождается описанием результатов наблюдения за ходом коррозионного процесса. При этом отмечают 1) характер образования и распределения продуктов коррозии, выпавших [c.126]

При термической усталости стали 12Х1МФ разрушение также происходит по телу зерна, а при ползучести, в отличие от аусте-нитной стали, преобладает смешанное разрушение при высоком напряжении и межкристаллитное при низком. В испытаниях с предварительным термоциклированием, как правило, наблюдается разрушение по границам зерен. Влияние теплосмен на характер разрушения можно представить следующим образом. [c.86]

Рис.4.10. Характер пластического течения и разрушения по границе зерен в сплаве Rene-80 [61]

Отпускная хрупкость второго рода вызывается не превращением мартенсита и аустени-та, а диффузионными процессами перемещениями атомов легирующих элементов, углерода и азота в кристаллической решетке твердого раствора к дислокациям и другим дефектам решетки, большая часть которых сосредоточена по границам зерна и блоков. Это понижает свободную энергию решетки, так как, занимая места в растянутых или сжатых участках решетки в зависимости от своего диаметра, атомы примесей занимают термодинамически более выгодное положение. Такое расположение атомов примесей тормозит перемещение дислокаций, препятствует пластической деформации на границах зерен и блоков и создает отпускную хрупкость второго рода при разрушении по границам зерен. Обратимость этой хрупкости объясняется тем, что при повторных нагревах примеси благодаря диффузии могут снова пepepa пpeдeJ ять я в кристаллической решетке. При [c.318]

Хрупкий излом представляет собой транскристаллитное разрушение по определенным кристаллографическим плоскостям (в поперечнике имеет вид площадок, террас рис. 6, а) или межкристаллитное разрушение по границам зерен. Пластическая деформация на поверхности излома отсутствует. Вязкий налом имеет ымочный шашечный ) характер (рис. 6, 6) и показывает значительную поверхностную пластическую деформацию (обнаруживаемую и другими методами). Включения (в том числе и карбидные или неметаллические частицы [c.8]

Горячие или кристаллизационные трещины образуются в металле, шва и околошовной зоне в процессе его кристаллизации, когда возникающие внутренние напряжения достаточны, чтобы вызвать разрушение по границам зерен. В зависимости от условий образования горячие трещины разделяются на кристаллизационные и подсолидусные. Трещины первого типа образуются, когда металл находится в твердожидком состоянии трещины второго типа возникают при температуре ниже температуры солидуса. В производстве сварных конструкций для определения сопротивления металла или сплава образованию трещин применяют количественную или качественную оценку. Количественную оценку проводят методом принудительного деформирования образцов, подвергнутых сварочному нагреву (деформирование под действием внешних сил). [c.47]

В охрупченном состоянии картина совершенно иная. График длина трещины—число циклов сдвигается под действием различных уровней средних напряжений повышенные их значения приводят как к большей крутизне кривой, так и к появлению на ней ступенек (рис. 137). Ступеньки могут быть связаны сбольшими взрывами хрупкого интеркристаллитного разрушения, при этом поверхность усталостного излома содержит значительное число изолированных межзеренных фасеток (рис. 138, б). Появление разрушения по границам зерен существенно увеличивает общую скорость роста трещины. При изучении кривых зависимости скорости роста трещины [log daldN) — log Д ] (рис. 137, б) в таких материалах обнаружили следующее. В охрупченном материале при высоких значениях средних напряжений (т. е. R = 0,50) появление очагов интеркристаллитного разрушения приводит к пилообразному виду кривой (фиксируемому чувствительной аппаратурой), состоящей из ступенек, обусловленных ускорением роста трещины при каждом очередном случае локального разрушения сколом. [c.237]

Рис. 4.28. Фасетки межзеренного разрушения по границам зерен феррита и перлита (а) в стали 09Г2С, границам реек бейнита (б) и бывших зерен аустенита (в) стали 10ХСНД (угольные реплики), х 1800

Анализ коррозионно-электрохимических свойств карбидов на основе хрома показывает, что в области активно-пассивного перехода возможно их растворение с высокими скоростями. Однако возможность избирательного растворения карбида из структуры стали во многом должна зависеть от химического состава стали и карбида, а также от соотношения потенциостатических характеристик указанных материалов в рассматриваемой области потенциалов. Например, в случае хромистой стали Х28 при ее растворении в активном состоянии установлено накопление на поверхности карбида (Сг, Fe) 2зСб, приводящее к самопассивации стали вследствие ускорения катодной и торможения анодной реакций [6]. Следовательно, в этом случае сталь растворяется с большей скоростью, чем карбид. Однако, при растворении хромоникелевых сталей в активном состоянии и при учете, что никель оказывает здесь сильное тормозящее влияние на скорость растворения, а содержание его в карбидах хрома меньше, чем в стали, возможно избирательное растворение указанных карбидов. По-видимому, этим можно объяснить локальные разрушения по границам зерен, наблюдаемые на отпущенных хромоникелевых сталях в активном состоянии [97, 1,001. [c.45]

Исследования С. Е. Павлова 23] иоказали, что, несмотря на высокую степень деформации Слитка, в процессе изготовления из него полуфабрикатов в материале остаются межкристаллит-ные пустоты или микротрещины, которые способствуют коррозионному растрескиванию иод напряжением, создавая локализованный характер коррозионного разрушения по границам зерен даже при отсутствии цепочки выделений новой фазы. [c.271]

При разрушении по границам зерен образование свободной поверхности сопровождается уменьшением поверхностй границ, и с учетом этого поверхностная плотность энергии межзеренного сцепления равна [134] [c.112]

Таким образом, поверхностная энергия идеально хрупкого разрушения по границам зерен а ), изменяющаяся при межкристаллитной внутренней адсорбции, сохраняет роль "клапана , контролирующего изменения значительно бс>льшей по значению вязкости разрушения [174, 180, 181]. [c.145]

Здесь К = а /-"микроскопический" коэффициент интенсивности напряжений а локальные напряжения на расстоянии Хо от вершины макротрещины, в точке, где происходит зарождение эмиссара 2 — длина зародышевой микротрещины-эмиссара, равная при разрушении по межфазной поверхности длине карбидной пластины G модуль сдвига стали 7 — работа пластической деформации, связанная с распространением межзеренной микротрещины в металлической матрице — поверхностная энергия свободнь1Х поверхностей, образующихся при идеально хрупком разрушении по границам зерен металлической матрицы. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...