Причины образования структурных дефектов

Причины образования структурных дефектов 335 [c.335]

Пока кристалл находится в температурной области пластической деформации (для германия это 500—940° С, для кремния 900— 1420° С), возникшие термические напряжения вызывают пластическую деформацию сдвига в основном в краевых областях кристалла. Это приводит к образованию структурных дефектов — дислокаций, плотность которых, вызванная только указанной причиной, может достигать порядка 10 см (см. рис. V. 22). [c.490]

Имеются доказательства, что при пластической деформации атомы цинка концентрируются преимущественно у границ зерен Различия в составе приводят к электрохимическому взаимодей ствию таких участков с зернами. По этой причине в ряде агрес сивных сред небольшая межкристаллитная коррозия может про исходить и без приложенного напряжения. Однако участки пла стической деформации при определенных значениях потенциала могут способствовать адсорбции комплексных ионов аммония, что в свою очередь приводит к быстрому образованию трещин. Аналогичный эффект может наблюдаться и вдоль линий скольжения (транскристаллитное растрескивание). По-видимому, выделение цинка на границах зерен является существенной причиной наблюдаемой межкристаллитной коррозии латуней в то же время наличие структурных дефектов в области границ зерен или линий скольжения играет большую роль в протекании КРН. Следовательно, разрушение медных сплавов в результате растрескивания наблюдается не только в сплавах меди с цинком, но также и со множеством других элементов, например кремнием, никелем, сурьмой, мышьяком, алюминием, фосфором [21 и бериллием [31]. [c.338]

На рис. 26.1 приведена схема зон структурных изменений применительно к сварке углеродистой стали. Максимальные изменения структуры металла, его химического состава, а также вероятность возникновения различного рода дефектов наблюдаются в шве и зоне сплавления. Участок перегрева характеризуется существенным увеличением зерна, наличием полных структурных и фазовых превращений. На участке полной перекристаллизации температура нагрева выше температуры фазовых превращений, однако интенсивность превращений меньше, чем на участке перегрева, так же как и меньше время пребывания металла при этих температурах, поэтому существенного увеличения зерна здесь не происходит. В рассматриваемых зонах закали-вак)щихся сплавов возможно образование типичных закалочных структур. Связанное с этим снижение пластичности металла может служить причиной появления таких дефектов, как трещины, способствовать уменьшению прочности изделия. [c.496]

Очевидно, что деформация образца № 5 сопровождалась очень интенсивным дроблением блоков мозаики и образованием различных дефектов кристаллического строения. При последующем высокотемпературном отпуске вокруг дефектов (например, дислокаций) возникали скопления атомов растворенных элементов, главным образом углерода, т. е. создавалась дополнительная химическая микронеоднородность твердого раствора. Известно, что дислокации служат и местом зарождения, и каналами, питающими цементит углеродом [74]. Поэтому можно предполагать, что при отпуске в дефектных микрообъемах стали возникли мельчайшие кристаллики цементита. По этой причине в подобных микрообъемах создалось структурное состояние твердого раствора, характеризующееся пониженной устойчивостью, что и привело к снижению прокаливаемости, [c.85]

Для образования качественного сварного соединения следует предупредить возникновение в сварном шве различных дефектов пор, непроваров и главным образом трещин. Свариваемость стали тем лучше, чем меньше в ней углерода и легирующих элементов. Влияние углерода является определяющим. Углерод расширяет интервал кристаллизации и увеличивает склонность к образованию горячих трещин, которая проявляется тем в большей степени, чем дольше металл шва находится в жидком состоянии. Причиной образования холодных трещин являются напряжения, возникающие при структурных превращениях, особенно мартенситном. [c.79]

Таким образом, концентрация примеси оказывается достаточно малой (в смысле принятого выше условия) практически всегда, когда вообще имеет смысл говорить о примеси в данном металле (очевидно, если среднее расстояние между примесными атомами приближается к постоянной решетки, то представление о микродефектах структуры вообще теряет смысл и следует говорить об образовании смешанной фазы). Причина этого совершенно ясна влияние данного структурного дефекта ограничено окружающей его областью с линейными размерами порядка радиуса экранирования, т. е. (в металле) порядка постоянной решетки. В применении к теории химической адсорбции это означает, что в металле практически отсутствуют эффекты граничного слоя [8], [9]. Подчеркнем, однако, что речь идет здесь о металлах с идеально чистой поверхностью, в частности без полупроводниковой пленки. Наличие последней может совершенно исказить положение вещей. [c.206]

Поскольку скорость охлаждения к периферии расплава спадает, то период пространственной структуры растет к периферии расплава. Это видно также из пропорциональной связи А. и Ту, так как время оборота вихря задается временен наблюдения, определяемым скоростью, охлаждений Т ,вл - l/(dT/dt). К причинам, которые могут повлиять на указанную тенденцию роста периода могут относиться образование фазы (макроскопическое образование й образование зародыша), структурные состояния (и их изменения), связанные с закалкой из жидкого состояния в условиях высоких градиентов, температур, в том числе дефекты. Выявим влияние образования фазы на период пространственной структуры. Используя параметры фаза- образования без кристаллизации (обычно отождествляемого с образованием аморфного состояния) [2] и соотношение (1), получаем для периода [c.22]

На рис. 142, а показано влияние циклического нагружения на характер изменения структурного состояния материала под действием деформационного старения при 620° С. Особенностью данного температурного режима испытания является наличие двух максимумов на кривых изменения электросопротивления образцов после 1 3 5 10 и 15 циклов нагружения (кривые 2, 3, 4, 5 и 6 соответственно). Время достижения первого максимума в большей степени, чем второго, зависит от количества предшествующих циклов нагружения. Первый максимум наблюдается в интервале от 5 до 12 мин, второй — от 1 до 2 ч. Причиной появления ка экспериментальных кривых первого максимума могут быть образование метастабильных выделений, а также реакции между примесными атомами и дефектами кристаллического строения, образующимися в металле при циклической деформации, причем достаточно высокая температура испытания способствует быстрому протеканию этих реакций. [c.217]

Коробление и образование трещин — наиболее распространенные дефекты, являющиеся следствием возникновения в деталях больших внутренних напряжений, связанных с изменением их объема при закалке. Объемные изменения и сопровождающие их внутренние напряжения обусловлены двумя причинами. Первая причина — быстрое и резкое охлаждение изделий при закалке, в результате чего объем их различных слоев изменяется неравномерно. Чем больше поперечное сечение изделия, тем неравномернее происходит изменение объема в различных его слоях и, следовательно, тем выше внутренние напряжения. Другая причина появления закалочных трещин и коробления — изменение объема изделий при превращении аустенита в мартенсит. Как уже говорилось ранее, аустенит имеет наименьший объем из всех структурных составляющих стали, а мартенсит — наибольший. При переходе аустенита в мартенсит объем стали увеличи- [c.213]

Горячие трещины образуются непосредственно в сварном шве в процессе кристаллизации, когда металл находится в двухфазном состоянии. Причинами их возникновения являются кристаллизационные усадочные напряжения, а также образование сегрегаций примесей (серы, фосфора, кислорода), ослабляющих связи между формирующимися зернами. Склонность к образованию горячих трещин тем выше, чем шире интервал кристаллизации и ниже металлургическое качество стали. Углерод расширяет интервал кристаллизации и усиливает склонность стали к возникновению горячих трещин. Холодные трещины образуются при охлаждении сварного шва ниже 200 - 300 °С преимущественно в зоне термического влияния. Это наиболее распространенный дефект при сварке легированных сталей. Холодные трещины редко встречаются в низкоуглеродистых сталях и особенно в сталях с аустенитной структурой. Причина их образования — внутренние напряжения, возникающие при структурных превращениях (особенно мартенситном) в результате местной закалки (подкалки). Увеличивая объемный эффект мартенситного превращения, углерод способствует появлению холодных трещин. [c.290]

Несплавление материала наблюдается также и при выполнении пересекающихся швов при сварке плавких фторопластов. Причиной возникновения дефекта в данном случае, по-видимому, являются структурные изменения материала в околошовной зоне предыдущего шва, резко снижающие способность материала к образованию сварного соединения. Предотвратить образование дефекта в этом случае можно лишь тщательной предварительной обработкой мест, подвергшихся термическому воздействию, химическим или механическим способом. [c.81]

Холодные трещины. Холодными называют трещины, которые возникают в швах и околошовной зоне при температуре ниже 100— 200° С. Эти трещины, как правило, внутрикристаллические. Причинами их образования явл ются концентрация в стали углерода и легирующих элементов, вызывающая закалку и местные структурные напряжения растягивающие напряжения, вызванные неравномерным нагревом и остыванием при сварке концентрация водорода загрязнение металла фосфором дефекты швов объемно-напряженное состояние. [c.40]

Источником образования трещин могут служить как внутренние структурные особенности материала (мельчайшие включения, пустоты, межкри-сталлическое вещество), так и внешние причины (дефекты поверхностных слоев материала, особенности формы детали галтели, сверления, выточки и т. п.). [c.582]

Гексагональная форма карбида кремния а-51С образует большое количество структурных форм, таких, как а-51С-1, а-51С-Н и т. д., которые также обозначают 51С-1, 51С-Н и Т. д. Наличие многих структурных форм гексагонального карбида кремния позволяет отнести его к политипным соединениям. Возможно, что причиной образования этих форм являются примеси, так как они вызывают дефекты структуры. [c.96]

Ликвационный квадрат - дефект, выявляющийся в поперечных ма]фошлифах деформированного металла представляет собой структурную неоднородность в ввде различно травящихся зон, контуры которых повторяют форму слитка. Причина образования ликваци- [c.262]

Фактически есть не поддающиеся алгебраическому описанию веские причины геометрической и механической природы, которые заставляют отвергнуть паракристаллическую гипотезу как модель структуры с простой тетраэдрической сеткой связей. Если область топологически упорядочена, то ее структура должна быть очень близкой к идеальной кристаллической жесткость связей в тетраэдре не позволяет слишком сильно изменяться ни длинам связей, ни углам между ними. Но если каждый кристаллит внутренне хорошо упорядочен, то области между ними должны быть сильно разупорядочены, чтобы зерна могли сопрягаться друг с другом без образования излишне больших напряжений и структурных дефектов. Для решетки связей с малым координационным числом это практически невозможно, если только пограничная область не очень широка отдельные зерна могут удерживаться вместе лишь благодаря существованию значительной прослойки материала с более или менее случайными тетраэдрическими связями. Но тогда мы должны предположить наличие в структуре заметной пространственной неоднородности — больших зерен, которые можно увидеть в электронный микроскоп, и т. д. Другими словами, экспериментальные данные свидетельствуют о том, что диаметр паракристаллов, если они вообще существуют, не может превосходить десятка ангстрем или около того просто невозможно построить тетраэдрическую сетку, большая часть атомов которой лежит в таких областях. Если попытаться создать подобную модель, сближая маленькие кристаллы с произвольными ориентациями, то скоро выяснится, что беспорядок, существующий на границах зерен, распространяется и на сами кристаллиты, пока от них ничего не останется. Пока приверженцы рассматриваемых моделей не построят реальную трехмерную структуру, удовлетворяющую всем сделанным ими предположениям, приходится сомневаться в том, что это вообще возможно. [c.90]

Можно ли рассматривать дефекты кристаллической решетки металлов в качестве неотъемлемых структурньи образований Объястггь причину ответа. [c.376]

За общей совокупностью сигналов структурных помех при УЗ-контроле аустенитных швов можно выделить такие, у которых огибающие последовательностей эхо-сигналов аналогичны огибающим от дефектов амплитуда сигналов таких помех осциллирует с изменением частоты ультразвука, зависит от угла ввода луча [20]. Помехи названы помехами второго типа, а причина их образования связана с отражением УЗ-волн от слоистых отражателей , образованных наиболее крупными кристаллитами. При расчете амплитуд сигналов таких помех сварной шов рассматривали в виде акустически изотропной среды, в которой хаотично расположены слоистые отражатели , ориентированные произвольным образом. Для контроля такой модели швов были предложены многочастотный (двухчастотный), многолучевой и вариимпульсный способы. Промышленную апробацию прошел двухчастотный способ, который оказался эффективным для швов, в которых основным видом структурных помех являются помехи второго ти- [c.277]

Специфический дефект сварных швов—дендритный излом, орпровождаемый резким ухудшением ударной вязкости и уста-л1 стной прочности металла шва. В первую очередь этому спо-ссЗбствует укрупнение размера зерна в металле шва с более высоким содержанием N1 при чрезвычайной устойчивости возникшей крупнозернистой структуры к различного вида термической обработке (структурная наследственность). Другая причина связана с высокой химической неоднородностью распределения элементов, в частности Т и Мо, способствующих неравномерному распаду твердого раствора при старении с образованием скоплений грубых частиц по границам крупнозернистого металла. Обычно применяемая для предотвращения грубокри-сталл итной структуры металла шва регламентация 1,5—4 7о б-феррита, препятствующего прорастанию дендритов через несколько слоев, ограничена только группой нержавеющих мартенситно-стареющих сталей, где возможно добиться необходимого соотношения между феррито- и аустенитообразующими элементами. [c.301]

Трещины являются наиболее опасным дефектом сварного соединения. Они могут образовываться как в самом шве, так и в основном металле, в зоне термического влияния. Причинами возникновения трещин являются внутренние напряжения, возникающие в металле в результате неравномерного нагрева и структурных изменений в зоне термического влияния повышенная хрупкость металла при температурах, близких к линии со-лидуса жесткость свариваемого узла или конструкции. Чаще всего образование трещин наблюдается при сварке жестких конструкций из сталей, подверженных закалке, в которых зона термического влияния обладает пониженными пластическими свойствами. При сварке закаливающихся конструкционных сталей, претерпевающих в околошовной зоне объемные изменения, связанные с мартенситными превращениями, внутренние напряжения достигают особенно больших значений и во многих случаях, при значительной хрупкости металла, приводят к образованию трещин. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...