Низкотемпературная пластичность
Cтраница 3
Эффективность действия газообразных сред в области низких температур сильно зависит от парциального давления газа. Было показано [191], что при уменьшении парциального давления азота в его смесях с инертным гелием происходит подавление микрорастрескивания и постепенное исчезновение эффекта низкотемпературной пластичности. Явление низкотемпературной пластичности в присутствии газообразных сред имеет много общего с описанным выше микрорастрескиванием полимеров в присутствии ААС. По-видимому, существенную роль в проявлении низкотемпературной пластичности играют адсорбционные эффекты. [31]
Преобладающая роль того или другого фактора ( td или ир) зависит от температуры. Если кривые, представленные на рис. 158, изобразить для разных температур, то для области низких ее значений величина td ( I область графика) должна быть значительно больше, чем для области высоких температур. Поэтому условно можно считать, что низкотемпературная пластичность в основном определяется временем задержки пластического течения, в то время как относительное изменение пластичности в области высоких температур обусловлено скоростью релаксации напряжения. [32]
В сплавах эвтектического типа за счет увеличения количества избыточной фазы наблюдается значительное повышение температуры рекристаллизации. Так, добавление к вольфраму 0 2 % ZrC повышает температуру рекристаллизации вольфрама от 1100 - 1300 С до 1800 С [95], а добавление 5 - 7 5 ат. Однако сплавы этой группы характеризуются отсутствием низкотемпературной пластичности, в результате могут использоваться только в литом состоянии. [33]
Нелегированный вольфрам обладает недостаточной технологической пластичностью и имеет высокую температуру перехода из пластического состояния в хрупкое. Разработка жаропрочных сплавов вольфрама преследует в основном две цели - повышение технологической и низкотемпературной пластичности, а также его жаропрочности. Наиболее полно исследованы сплавы вольфрама с молибденом. [34]
Нелегированный вольфрам обладает недостаточной, технологической пластичностью и имеет высокую температуру перехода из пластического состояния в хрупкое. Разработка жаропрочных сплавов вольфрама преследует в основном две цели - повышение технологической и низкотемпературной пластичности, а также его жаропрочности. Наиболее полно исследованы сплавы вольфрама с молибденом. [35]
Интересно было также изучить основные закономерности и условия проявления низкотемпературной пластичности в широком температурном интервале от - 196 до 700 С. Необходимо было выяснить, всегда ли низкотемпературная пластическая деформация Si, если она действительно возможна, сопровождается хрупким разрушением или же при некоторых условиях его можно избежать. В этом плане необходимо было определить уровень напряжений, при котором возможна низкотемпературная пластичность, т.е. действительно она возможна только лишь при т: L: r Ie0p, т.е. протекает безакгивационным путем и в силу этого обстоятельства всегда сопровождается хрупким разрушением или же может протекать при более низком уровне напряжений. [36]
 |
Результаты испытаний на ползучесть порошковых сплавов молибдена. [37] |
Вместе с тем, во-первых, уровень жаропрочности порошковых сплавов остается ниже, чем у сплавов дуговой плавки, и, во-вторых, сплавы, полученные методом порошковой металлургии, отличаются значительно более высокой хрупкостью. Это связано как с наличием существенно большего количества примесей внедрения в порошковом молибдене, так и с возможностью образования различного рода соединений ( окислов, интерметаллидов и др.), которые охрупчивают материал. После отжига для снятия напряжении молибденовые сплавы характеризуются оптимальным сочетанием прочности и низкотемпературной пластичности [146], вследствие чего на практике их часто применяют в этом состоянии. На рис. 3.16 показаны значения предела прочности американских молибденовых сплавов в интервале, от комнатной температуры до 1315 С в состоянии после отжига для снятия напряжений. [38]
Микролегирование уменьшает также сегрегацию элементов внедрения на границах зерен и др. дефектах кристаллического строения ( вследствие конкурентной сегрегации), для чего используют добавки железа, никеля, рения и др. переходных металлов. Сплавы на основе молибдена отличаются меньшей плотностью, менее сложной технологией произ-ва и обработки. Сплавы на основе ниобия, хотя и обладают меньшей жаропрочностью, чем сплавы на основе молибдена, характеризуются малым сечением захвата тепловых нейтронов, удовлетворительным сопротивлением коррозии в жидкометал-лической среде, меньшей плотностью, хорошей низкотемпературной пластичностью, свариваемостью. Вследствие этого перспективно их применение в ядерных энергетических системах и в качестве жаропрочного материала. [39]
Эффективность действия газообразных сред в области низких температур сильно зависит от парциального давления газа. Было показано [191], что при уменьшении парциального давления азота в его смесях с инертным гелием происходит подавление микрорастрескивания и постепенное исчезновение эффекта низкотемпературной пластичности. Явление низкотемпературной пластичности в присутствии газообразных сред имеет много общего с описанным выше микрорастрескиванием полимеров в присутствии ААС. По-видимому, существенную роль в проявлении низкотемпературной пластичности играют адсорбционные эффекты. [40]
Свою основную роль, упрочнение сплава, карбид М23С6 играет в том случае, если присутствует в виде распределенных в матрице мелкодисперсных вторичных выделений. Реакция их образования идет наиболее активно в интервале температур 704 - 841 С. Ранее уже отмечено, что эти тонкие выделения образуются преимущественно вдоль дефектов упаковки и границ двойников, особенно при более низких температурах. Неблагоприятным следствием образования выделений М23С6 может быть ухудшение низкотемпературной пластичности, это особенно относится к литейным сплавам, содержащим более 0 5 % ( по массе) С. [41]
Как и для всех тугоплавких металлов, в этом случае выделяющаяся фаза если и обеспечивает упрочнение, то при температурах, значительно ниже рабочих температур. Для вольфрама, как и для других тугоплавких металлов, эффективными упрочняющими фазами являются тугоплавкие карбиды, нитриды и окислы. Следует отметить, что для вольфрама характерен самый низкий из всех тугоплавких металлов уровень растворимости в нем элементов внедрения [2], поэтому в реальных условиях получения вольфрам всегда представляет собой двухфазный сплав с выделениями собственных карбидов и оксидов. Не обеспечивая упрочнения при высоких температурах, эти фазы резко снижают низкотемпературную пластичность. [42]
Но поскольку с ростом температуры растворимость прогрессивно возрастает у карбидов всех типов, обеспечить их повторное выделение в какой-то степени удается всегда. Это дает ожидаемое благоприятное изменение пластичности при кратковременном растяжении, особенно при низких температурах, и благоприятно отражается на свариваемости. Однако из-за высокого содержания углерода кратковременная пластичность при растяжении падает до исходного уровня ( 3 - 7 %), несмотря на улучшенное распределение и измельчение карбидных частиц. Поэтому его можно выгодно использовать для термической обработки материала, побывавшего в длительной эксплуатации и, следовательно, претерпевшего длительное старение с образованием значительных количеств мелкодисперсных выделений карбидов М23С6; последние существенно ухудшают низкотемпературную пластичность. Свойства, которые необходимо придать материалу перед пуском в эксплуатацию, могут быть обеспечены с помощью такой термической обработки. [43]
Далее будут рассмотрены факторы, приводящие к высокотемпературному упрочнению, но при этом необходимо учитывать, что некоторые легирующие элементы, в действительности, приводят к уменьшению высокотемпературной прочности альфа-твердого раствора - например, наличие углерода в гамма-железе. В то время как в растворе альфа-железа он вызывает заметное низкотемпературное упрочнение, при растворении в достаточном количестве в гамма-железе он существенно повышает скорость ползучести при заданном уровне напряжения. Как показал Шерби 1 [35], это связано с тем, что углерод увеличивает скорость самодиффузии железа в гамма-железе. В общем случае поэтому основное влияние легирующих элементов на ползучесть определяется их влиянием на диффузионную подвижность. Естественно что этот фактор имеет особое значение для характеристик пластичности материалов при высоких температурах, так как для низкотемпературной пластичности диффузия не существенна. Вот почему пластические свойства материалов при высоких температурах обычно контролируются параметрами диффузии. [44]
Применяются со второй половины 20 века. Различают сплавы в области твердых растворов рения в переходных металлах IV - Villa групп периодической системы элементов; сплавы, расположенные в средней части диаграммы состояния, п сплавы в области твердых растворов па основе рения. Наибольший практический интерес представляют сплавы в области твердых растворов рения в переходных металлах. Легирование рением приводит к существенному изменению фнзико-хим. При легировании рением молибдена, вольфрама и хрома наблюдается аномальное явление, получившее пазвание рениевого эффекта - легирование не только повышает прочностные характеристики, но п улучшает низкотемпературную пластичность. Наибольший пластифицирующий эффект наблюдается при макс, содержании рения в области твердых растворов, примерно равном 30 - 35 ат. [45]
Страницы: 1 2 3 4