Межзеренное хрупкое разрушение
Cтраница 2
Экспериментальные подтверждения этого впервые получены [182] при проведении рентгенографирования поверхности макрохрупкого излома склонной к отпускной хрупкости стали с 0 08 % С, 1 7 % Мп и 0 030 % Р методом косой съемки, позволяющим изменением угла падения рентгеновских лучей прощупать пластическую деформацию е на различной глубине г от излома. Тот же метод был использован [56] для стали с 0 4 % С, 1 6 % Мп, 1 % Сг и 0 023 % Р разрушенной при 77 К, При 22 г 8 мкм физическое уширение линии ( 110) в состоянии отпускной хрупкости было примерно на 20 % меньше, чем для неохрупченной. Камеда и Макмагон [24] показали, что уширение рентгеновского максимума ( 110), измеренное на поверхностях межзеренного хрупкого разрушения Сг - Ni стали с сурьмой, уменьшается с ростом концентрации сурьмы на границах зерен при развитии отпускной хрупкости. [17]
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. 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. В результате разрушение становится межзеренным. Примером такого перехода от внутризеренного к межзеренному хрупкому разрушению ( вследствие появления сегрегации примесей по границам зерен) является охрупчивание железа при малых концентрациях фосфора и кислорода. [18]
Что касается параметров пластичности и вязкости, то относительное удлинение и ударная вязкость несколько повышаются, способность к сосредоточенной деформации понижается. Порог хладноломкости сплава 01Г29 остается низким ( ниже - 196 С), но намечается тенденция к его повышению, так как в исходном состоянии он ниже - 253 С. Более заметно повышается порог хладноломкости сплава 10Г23 промышленной чистоты: - 160 С до цементации, - 80 С после цементации. На образцах после цементации увеличивается в изломе доля межзеренного хрупкого разрушения. Уловить разницы в характере разрушения сердцевины и цементованного слоя не удается, так как сплавы очень пластичны и цементованный слой оказывается в зоне утяжки или уширения образца. Тем более, что увеличение содержания углерода не меняет фазового состава - все сплавы остаются после цементации бдно-фазными 7-сплавами. [19]
Кривые 4 и 5 на диаграмме ИДТ представляют диаграмму структурных состояний и соответствуют деформациям, при которых происходит изменение коэффициента деформационного упрочнения в процессе развития и перестройки дислокационной структуры. Эти кривые фактически являются верхней границей равномерного распределения дислокаций ( лес) и соответственно нижней границей образования ячеистой структуры. Причем если при деформации выше 200 С наблюдается равноосная ячеистая структура ( 5.19, г), то при более низких температурах ячеистая структура обнаруживает четкую связь с полосами скольжения ( 5.19, д), что свидетельствует об ограниченном характере поперечного скольжения. Кривые 7 и 9 построены с привлечением данных фрактографических исследований. При повторном изломе в продольном направлении охлажденных до - 196 С образцов, которые ранее были испытаны при 800 и 1000 С, в шейке образцов наблюдалось межзеренное хрупкое разрушение ( рис. 5.19, б), причем размер зерен составлял 1 - 2 мкм. Поскольку после первичных испытаний ниже 600 С, несмотря на хорошо сформированную ячеистую структуру, такой вид разрушения не наблюдается, то предполагается, что в шейке образца при больших деформациях начинается динамическая рекристаллизация [435], хотя такие низкие температуры начала этого процесса ( Тр 700 С, или 0ЗЗГПл) еще пока не отмечались. Таким образом, кривая 7 нанесена в качестве нижней границы области динамической рекристаллизации. Кривая 9, построенная по данным фрактографических исследований, схематически показывает темпера-турно-деформационную область, в которой имеет место расслоение по границам ячеистой структуры. [20]
Для исследования последовательности накопления повреждаемости в металле трубы было проведено металлографическое исследование металла в зоне канавки на различных стадиях. Утонение трубы по нижней образующей приводит к пластической деформации металла в зоне канавки, что хорошо видно на микрошлифах, перпендикулярных плоскости канавки. Одновременно интенсифицируется процесс наводо-роживания деформированного металла канавки. На первом этапе, когда толщина стенки трубы мало отличается от исходной, происходит накопление водорода в ловушках типа сульфидов, его молизация и, возможно, слабое подрастание трещин водородного растрескивания. Интенсивному росту трещин на сульфидах способствуют окружные напряжения в ослабленных канавочной коррозией сечениях трубы. Характерные трещины водородного растрескивания на удлиненных сульфидах приведены на рисунке 2.7. Пластическая деформация приводит к образованию перемычек между трещинами водородного растрескивания, расположенными в параллельных плоскостях. В дальнейшем перемычки между трещинами водородного растрескивания разрываются, и начинается процесс СКРН. По классификации Икеды, наблюдаемое явление - классический пример СКРН второго рода, характерный для низкопрочной стали. На рисунке 2.12 приведено схематическое изображение стадий накопления повреждаемости и образования трещин СКРН, приводящее к межзеренному хрупкому разрушению трубы по нижней образующей на большое расстояние с большими скоростями. При этом возможен разворот трубы, приводящий к тяжелым экологическим последствиям. [21]
Страницы: 1 2