Упрочнение - зерно
Cтраница 1
Упрочнение зерна связано с повышением предела текучести; оно приводит к повышению напряжения при той же деформации. В связи с возрастанием напряжения в отд льных дефектных местах возможно образование скольжения с надрывами. Постепенно эти надрывы сливаются в трещину, которая приводит к разрушению материала. [1]
В результате упрочнения зерен и связанного с ним увеличения предела текучести повышаются напряжения, возникающие в зернах при тех же деформациях. В связи с увеличением напряжений, в отдельных дефектных местах зерен может возникнуть явление скольжения с надрывом, что создаст разрыхление в зерне по плоскости скольжения. Количество мест разрыхления ( надрывов) увеличивается за счет переменных сдвигов тс в одну, то в другую сторону. [2]
Многократная микропластическая деформация, приводящая вначале к упрочнению наиболее слабых зерен, в дальнейшем, при исчерпании способности металла к упрочнению, вызывает, по Н. А. Афанасьеву, сдвиги с надрывами - зарождение микротрещин усталости. [3]
Изделия из суперсплавов направленной кристаллизации подвергают термической обработке на твердый раствор, чтобы повысить их прочность за счет измельчения выделений у - фазы. Применительно к обычным отливкам из высокопрочных сплавов с высокой объемной долей у - фазы ( 0 5) такая обработка вызывает снижение пластичности и долговечности в условиях ползучести. В этих условиях упрочнение зерен делает затруднительной призернограничную деформацию, которая необходима для аккомодации формоизменения зерен в результате деформирования поликристаллического тела. В результате возрастает вероятность возникновения зерногра-ничных трещин и снижается пластичность и долговечность изделия в условиях ползучести. [4]
Основным процессом, определяющим термоциклическое упрочнение стали в области рабочих температур и деформаций, является динамическое деформационное старение с формированием дислокационной субструктуры внутри зерна. В результате образуются равномерно распределенные мелкодисперсные частицы карбида Т1С, связанные со сплетениями дислокаций и обладающие высокой устойчивостью. При ползучести эффект упрочнения зерна вследствие деформационного старения выражен гораздо слабее и недостаточно устойчивый. Таким образом, термоциклическое упрочнение является важным фактором, определяющим долговечность во всех режимах комбинированного нагружения. [5]
Лабораторными испытаниями было также показано, что почти любая высокопрочная перлитная легированная сталь [56] и любая аустенитная сталь типа стали с 18 % Сг и 8 % Ni, за исключением [32] молибденосодержащей стали типа 316, могут оказаться склонными к образованию трещин при достаточно высоком уровне остаточных напряжений. Это обусловлено выделениями карбидов ванадия внутри зерен в процессе релаксации напряжений, приводящими к упрочнению зерен и концентрации деформаций на их границах. [6]
При первых циклах изменения напряжений в случае, если напряжения достаточно велики, в некоторых зернах металла возникают пластические деформации, приводящие к искажению кристаллической решетки. Нарастание искажения кристаллической решетки постепенно уменьшается. Деформация решетки имеет тот же вид, что и при постоянных во времени напряжениях. Первым циклам сопутствует упрочнение наиболее напряженных зерен так же, как и при постоянных напряжениях. [7]
 |
Сравнительная оценка склонности сварных соединений различных сплавов к образованию трещин при термообработке. [8] |
Трещины при послесварочной термообработке. Термообработка сварных соединений проводится с целью снятия сварочных напряжений, а для гетерогенных термоупрочняемых сплавов - и для восстановления жаропрочности в сварном соединении. Наиболее эффективно сочетание закалки и старения. С) сварных конструкций, имеющих всегда внутренние напряжения, и выдержки в интервале дисперсионного твердения возникают трещины. Они вызваны совпадением во времени деформаций металла при релаксации сварочных напряжений от уменьшения его объема при дисперсионном твердении и ох-рупчивания от упрочнения зерен. Это обусловливает внутризеренное, а затем межзеренное проскальзывание по границам зерен, приводящее к хрупкому разрушению сварного соединения параллельно оси шва по ЗТВ, поперек шва ( трещины типа частокол), а при сварке толстолистового металла - трещины в ЗТВ, ориентированные ортогонально к линии сплавления. [9]
Природа локальных разрушений полностью еще не изучена. Однако наиболее обоснованная точка зрения [128, 129, 8] состоит в том, что разрушение этого вида во многом сходно с разрушением при ножевой коррозии. В обоих случаях участок околошовной зоны, в котором возникают локальные разрушения, нагревается почти до температуры плавления, а затем подвергается длительному воздействию температур 600 - 650 С. В этих условиях в аустенитных сталях сначала растворяются карбиды, в частности карбидостабилизирующие элементы Nb, Ti, Та - - ( при нагреве выше 1250 - 1300 С), а затем при последующем охлаждении и при рабочих температурах происходит сегрегация углерода по границам зерен и выделение по границам карбидов хрома и железа, а в теле зерна - карбидов ниобия и титана. Обеднение приграничных объемов зерен хромом приводит к разупрочнению границ, а выделение карбидов ниобия и титана в теле зерна - к упрочнению зерен. В результате происходит концентрация деформаций по границам зерен и облегчаются процессы межзеренного проскальзывания и разрушения. По-видимому, в сталях сложного состава при этом может протекать старение, еще в большей степени изменяющее химическую неоднородность аустенита и приводящее к концентрации деформации по границам зерен. [10]
Страницы: 1