Интеркристаллитное разрушение

Cтраница 4

Форма и размеры б и кристаллического образца. GB - границы зерен. [46]

Описанные выше исследования выполнены на поликристаллических образцах, поэтому поле напряжений на границах зерен является очень сложным из-за взаимодействия между зернами. В связи с этим неясно, образовалась ли граница зерен, на которой возникла трещина, вследствие взаимодействия кристаллитов, в которых возникла большая концентрация напряжений. Для того чтобы установить причины интеркристаллитного разрушения, необходимо выполнить исследования в состоянии с контролируемой степенью концентрации напряжений, упрощая поле напряжений на границе зерен. В наибольшей степени этому требованию удовлетворяют бикристаллические образцы. Ниже описаны результаты исследований, проведенных именно на них. [47]

Применение на практике поликристаллических образцов обусловлено целым рядом положительных факторов. Однако в сплавах на основе Си описанное выше интеркристаллитное разрушение приводит к существенному уменьшению усталостной долговечности. Одна из причин наиболее широкого применения в настоящее время сплавов Ti - Ni, не подверженных интеркристаллитному разрушению, заключается в их значительно большей усталостной долговечности по сравнению с медными сплавами наряду с хорошей пластичностью. Чтобы ускорить практическое внедрение медных сплавов, необходимо установить механизм интеркристаллит-ного разрушения. [48]

Аналогичные данные получены для Сг - Ni - Мо - V сталей 15Х2НМФА и 15Х2НЗМФА [2], подвергнутых после высокого отпуска изотермическим выдержкам при 480 и 510 С продолжительностью 3000 ч, в результате чего повышение критической температуры хрупкости составило соответственно 80 и 120 С. Повторный нагрев на 650 С длительностью 15 - 30 мин с последующим быстрым охлаждением ( в воде) привел к снижению температуры хрупко-вязкого перехода практически до уровня вязкого состояния. При этом фрактографические и структурные исследования показали, что наряду с восстановлением вязкости стали практически полностью исчезают признаки интеркристаллитного разрушения в хрупком изломе и ослабляется до исходного уровня травимость границ зерен насыщенным водным раствором пикриновой кислоты. [49]

Деформационное поведение поликристаллических образцов сплавов Си - - Zn - Si. Ms 15 С, Mf - 15 С, As - 15 C, Af 155 C. [50]

До разрушения обратимой является только упругая деформация и псевдоупругость не обнаруживается. Причиной этого является то, что в сплавах Си - Al - Ni происходит интер-кристаллитное разрушение. Оно является одним из существенных факторов, препятствующих практическому применению сплавов на основе меди. Причины интеркристаллитного разрушения и меры по предотвращению его подробно рассматриваются в последующих разделах. [51]

В тшсокочистых металлах, например в алюминии, даже при высоких температурах происходит заметное смещение по границам зерен, поэтому наблюдается только транскристаллитное разрушение. Во многих металлах и сплавах, содержащих незначительные количества примесей, в результате ползучести происходит меж-зеренное разрушение. В отличие от вязкого транскристаллитного интеркристаллитный излом является хрупким, подобным излому, возникающему при коррозионном растрескивании под напряжением. Хорошо известно, что если происходит интеркристаллитное разрушение, то удлинение и сужение после разрушения падают. Известно также, что при ползучести при высоких температурах и низких скоростях деформации или низких напряжениях легко возникает интеркристаллитное разрушение. [52]

В охрупченном состоянии картина совершенно иная. Появление разрушения по границам зерен существенно увеличивает общую скорость роста трещины. При изучении кривых зависимости скорости роста трещины [ log ( daldN) - log А / С ] ( рис. 137, б) в таких материалах обнаружили следующее. 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. [53]

В охрупченном состоянии картина совершенно иная. Появление разрушения по границам зерен существенно увеличивает общую скорость роста трещины. При изучении кривых зависимости скорости роста трещины [ log ( da / dN) - log Д ] ( рис. 137, б) в таких материалах обнаружили следующее. 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. [54]

Как указано выше, в сплавах на основе Си границы зерен являются местами концентрации напряжений и служат причиной деформации скольжением и интеркристаллитного разрушения. Если подвергать образцы циклической деформации в условиях, в которых при однократном деформировании наблюдается кажущееся полное восстановление формы, то деформация скольжения накапливается, в результате чего изменяется вид кривых напряжение - деформация. При увеличении числа циклов нагружения в конце концов происходит усталостное разрушение. Почти во всех случаях оно является интеркристаллитным разрушением. Таким образом, важной проблемой является необходимость определения различных механических свойств сплавов на основе меди с целью их практического применения. Эта проблема подробно рассматривается ниже. [55]

При больших размерах зерен смещение на границах зерен увеличивается. Деформация, сопровождающая превращение, также может быть различной в зависимости от кристаллографической ориентировки, поэтому указанная деформация становится причиной [28, 61, 68, 69] возникновения концентрации напряжений на границах зерен. Таким образом, три первые причины вызывают интеркристаллитное разрушение из-за возникновения концентрации напряжений на границах зерен, а четвертая - в результате понижения прочности границы, обусловленного ее охрупчиванием. Чтобы понять, какая именно из указанных причин вызывает интеркристаллитное разрушение, прежде всего исследуется [43] деформационное поведение поликристаллических образцов из сплава Си - Al - Ni. Кроме того, для проведения более строгого анализа рассматриваются результаты [69, 70], полученные на бикристаллах. [56]

С потерей когерентности водород, транспортируемый к границе раздела, начинает накапливаться там и, в результате, оказывает на вязкое разрушение такое же влияние, как и в аустенитных нержавеющих сталях. При этом наблюдается корреляция между возрастанием потерь пластичности и уменьшением размеров лунок на поверхности разрушения. Как видно из рис. 54, степень корреляции вполне удовлетворительна. Она охватывает даже два сплава, испытывающих частично интеркристаллитное разрушение, для которых параметр R был измерен на части поверхности разрушения, покрытой лунками. Повышенные потери пластичности ( относительного сужения) по сравнению с образцами, у которых наблюдалось чисто вязкое разрушение, объясняются, по-видимому, низкой пластичностью растрескавшейся части поверхности. Зависимости, подобные представленной на рис. 54, могут существовать и в других материалах, таких как сплавы на основе никеля, и хотелось бы надеяться, что предстоящие исследования этих материалов будут включать и соответствующие фрактографические наблюдения. На рис. 52 подчеркнута особая роль, которую играет в этом случае дислокационный транспорт водорода. [57]

Прежде чем рассматривать проблему разрушения, обусловленного деформацией, целесообразно обсудить характерное для сплавов Си - Al - Ni явление закалочных трещин. Как указано выше, чтобы предотвратить распад в медных сплавах в области промежуточных температур, материал быстро охлаждают из высокотемпературной однофазной 0-области. При такой обработке в сплавах Си - Al - Ni происходит интеркристаллитное разрушение. [58]

Исходная микроструктура стали 18 Сг-8 N1 ( а и межзеренные трещины. [59]

На рис. 3.6 совместно с кривыми, определяющими прочность, приведены кривые, характеризующие образование трещин. Специфической особенностью разрушения исследованных образцов является транскристаллитный излом при высоких напряжениях ( 210 МН / м2) и низкой долговечности. Образование транскристал-литной трещины невозможно наблюдать до достижения разрушения или непосредственно перед ним. В отличие от этого при низких напряжениях и большой долговечности преобладает интеркристаллитное разрушение, образование межзеренной трещины по мере уменьшения напряжений происходит на все более ранней стадии относительно полной долговечности. Межзеренные трещины на поверхности образца показаны на рис. 3.14. При этом в кристаллических зернах обнаруживаются линии скольжения; деформация зерна довольно большая. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5