Влияние металлургических факторов на разрушение

ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА РАЗРУШЕНИЕ [c.136]

Данная глава посвящена двум формам разрушения материалов, связанным с воздействием среды, а именно — коррозионному растрескиванию под напряжением (КР) и водородному охрупчиванию. Будет рассмотрена связь этих видов коррозии с различными металлургическими факторами. В число последних входят химический состав компоненты микроструктуры (такие как тип и структура выделений, размеры и форма зерен) кристаллографическая текстура термообработка и ее влияние на уже перечисленные факторы и, наконец, некоторые технологические процессы, в частности термомеханическая обработка (ТМО), которая привлекает возрастающее внимание как метод оптимизации свойств материалов. Все названные переменные, несомненно, очень важны с точки зрения разработки новых материалов, отвечающих постоянно усложняющимся условиям эксплуатации. [c.47]

Теперь рассмотрим вопрос о том, каким образом на процесс индуцированного водородом растрескивания влияют металлургические факторы. Обсуждаться будет, в основном, феноменология, но включен и ряд замечаний о механизмах влияния рассматриваемых факторов. Здесь уместно еще раз подчеркнуть, что мы нг считаем, что существует один водородный механизм , действующий во всех случаях если он и есть, то данными, подтверждающими его существование, мы пока не располагаем. Напротив, как показывает рис. 52, взаимодействие водорода с микроструктурой и связь его поведения с типом разрушения представляются весьма многообразными. [c.136]

Мы отмечали важность планарности скольжения в сплавах на основе Ре и N1, связанной с разрезанием выделений. Большое значение имели бы дальнейшие исследования зависимости такой планарности от металлургических факторов и предшествующей термообработки материала. Интересно было бы исследовать и влияние тех же факторов на потери когерентности выделений, что помогло бы лучше понять природу корреляции, представленной на рис. 54, и природу интеркристаллитного разрушения рассматриваемых материалов (при условии, что это разрушение связано с дислокационным транспортом водорода к границам зерен [259]). Заслуживает более тщательного изучения и отрицательное влияние т]- и 5-фаз в таких сплавах на стойкость к индуцированному внешней средой охрупчиванию. Необходимо выяснить, обусловлен ли этот эффект присутствием ингибиторов рекомбинации водорода на межфазных границах, или же водород вызывает охрупчивание самих фаз. [c.141]

Любая законченная теория КР должна объяснять взаимосвязь таких трех факторов, как энергетические условия разрушения (это термодинамическая проблема, которая в итоге может быть решена на уровне квантовой механики, т. е. влияние среды на прочность связи), кинетика процесса разрушения и специфическое влияние металлургических и химических факторов. [c.388]

Влияние электрохимических параметров, таких как концентрация и потенциал, и сам процесс разрушения, по-видимому, зависят от кристаллической структуры. Поэтому металлургические факторы для этих систем сплавов можно обобщить [c.406]

Для многих деталей машин и инженерных конструкций, которые имеют различные поверхностные трещиноподобные дефекты металлургического, технологического или эксплуатационного происхождения, стадия зарождения усталостной трещины может не лимитировать общую длительность процесса разрушения и в этом случае долговечность изделия будет определяться временем роста микротрещины до критических размеров. Изучение закономерности роста усталостных трещин с учетом влияния различных физико-химических факторов позволяет более глубоко понять механизм усталостного разрушения и вскрыть процессы, не выделяемые при испытании гладких образцов. Применение образцов с заранее выведенной трещиной ужесточает условия испытания и позволяет обнаружить влияние даже очень слабо-активных сред. Количественные данные о влиянии коррозионных сред на скорость роста усталостных трещин могут быть использованы для расчетов изделий с трещинами. [c.86]

МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР ПРОЧНОСТИ (от нем. МаРз1аЬ — мерная линейка, мерило) — фактор, определяющий изменение характеристик механических свойств твердых тел с изменением их абсолютных размеров. Если абс. размеры, напр., поперечного сечения образцов увеличиваются, то средние значения их предела прочности при хрупком разрушении и предела выносливости снижаются, при этом снижаются и средние квадратичные отклонения этих пределов. С ростом абс. размеров повышается критическая т-ра хрупкости, облегчается переход в хрупкое состояние, ухудшаются и др. характеристики мех. св-в. М. ф. п. металлов обусловливается влиянием металлургических факторов, мех. обработкой и окончательной отделкой поверхности изделий, а также статистической природой процессов разрушения. Влияние металлургических факторов связано с уменьшением степени уковки и штампования, менее качественной термической обработкой и т. д. Влияние мех. обработки и окончательной отделки обусловле- [c.779]

Описанная только что модель сталкивается с несколькими трудностями, включая вывод [332] о том, что в высокопрочных материалах в условиях особого напряженного состояния в вершине трещины пластическое течение не является необходимым. Кроме того, полностью игнорируются диффузионные эффекты. Согласно данным современной механики разрушения [320, такие ффекты могут быть важны, поскольку максимальные напряже-пя возникают очень близко от вершины трещины (рис. 51). предпринимавшуюся попытку провести критические эксперн-1енты [333], подтверждающие эту модель, следует, по-видимому, признать безуспешной [310]. С помощью приведенной модели трудно объяснить случаи прерывистого растрескивания [318], а также роль металлургических факторов (за исключением их влияния на локальные растворимости). Чувствуется, таким образом, что эта модель, в принципе корректная и привлекающая своей простотой,— в существующем виде несовершенна. Процессы, которые она пытается объяснять и использовать, а именно ослабление межатомных связей водородом, вполне могут лежать в основе многих или даже большинства явлений водородного охрупчивания, однако сама но себе модель пока неудовлетворительна. Возможно, дальнейшие исследования поставят ее на прочное [c.136]

Основная цель настоящей главы сводится к критическому обзору количественных данных по КР, которые накоплены к настоящему времени. Достижения механики разрушения последних лет позволяют проводить количественный анализ при испытаниях на КР [4в, 47] и сопоставлять влияние среды и металлургических факторов на количественной основе, как это будет показано-в последующих разделах. До разработки новых методов испытаний наиболее удобным количественным методом были испытания по времени до разрушения на гладких образцах. Он применялся [48] на протяжении почти 50 лет для оценки ч)(вогвительности к КР высокопрочных алюминиевых сплавов. Гладкие образцы также используются для определения иорйгового уровня напряжений (Ткр, ниже которого КР не наблюдается в течение определенного периода вре- [c.152]

В литературе также отмечается, что чувствительность высокопрочных сталей к КР находится в сильной зависимости от ряда металлургических факторов. Поэтому наблюдается часто различная склонность к КР сталей, близких по химическому составу. В работе [48] отмечается, что стали, выплавленные открытым способом, являются более хрупкими. Стали, полученные методом вакуумной плавки, труднее разрушаются при всех уровнях прочности. Это связывается со снижением концентрации иримесей, которые оказывают влияние на процесс разру шения, включая слияние микропор. Считают, что слияние микропор является формой микроразрушения. Процесс слияния микропор сопровождается пластическим деформированием отдельных частей зерен (расположенных между порами), разрушением твердых фаз или других фаз примесных элементов. Снижение числа и размера примесных частиц позволяет твеличить О бъем пластически деформированного металла у вершины растущей трещины. Поэтому чистота сплава оказывает большое влияние на сопротивление пластическому разрушению. [c.111]

Видимое проявление коррозионного растрескивания состоит в появлении трещин, которые напоминают хрупкое разрушение, поскольку их распространение сопровождается небольшой пластической деформацией. Коррозионное растрескивание, вызывающее в пластичном материале хрупкое разрушение, обусловлено действием определенной внеп ней среды, растягивающих напряжений достаточной величины и, как правило, спецификой металлургических факторов (химическим составом и структурой сплава). Состав, структура сплавов и свойства окружающей среды, которые оказывают определенное влияние па различные стадии процесса разрушения и которые рассматриваются в настоящем разделе, настолько многообразны, что трудно, если не сказать нереально, дать какое-либо простое объяснение влияния этих факторов для этого необходимо рассмотреть ряд различных механизмов. Однако это совсем не означает, что невозможна некоторая систематизация имеющихся в литературе по этому вопросу данных. Поэтому цель настоящего раздела состоит в том, чтобы показать, что па основе рассмотрения непрерывного ряда различных механизмов коррозионно-механического разрушения на отдельных этапах можно сформировать вполне определенные представления об обобщенном механизме коррозионного растрескивания [1]. Такой подход противоположен представлениям о неизменности механизма разрушения, следовательно, он помогает предположить существование специфических условий, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.228]

Теперь можно попытаться объединить представления о роли электрохимических факторов, влиянии типа скольжения и других металлургических переменных, а также о поведении водорода, и построить общую картину индуцированного водородом растрескивания. Признаком успешного решения этой задачи была бы способность модели найти общие элементы в таких очевидно различных явлениях, как потери пластичности (уменьшение относительного сужения) аустенитных нержавеющих сталей при испытаниях на растяжение в газообразном водороде при высоком давлении и разрушение типа скола, наблюдаемое в сплаве титана при испытаниях в условиях длительного нагружения в мета-нольном хлоридном растворе. Должна быть обоснована возможность протекания, наряду с чистыми процессами анодного растворения и водородного охрупчивания, также смешанных и составных процессов. Ниже представлено качественное описание ио крайней мере исходных посылок такой широкой модели. В ней свободно используются и уже известные представления. [c.133]

Как известно, коррозийно-механические разрушения при статических или циклических нагрузках разделяют на три стадии стадия образования зародышевых дефектов и возникновение макротреш,ин, стадия субкритического роста трещин, стадия конечного кратковременного долома изделия. В этой связи большое значение приобретают методы оценки несущей способности сплавов, основанные на определении сопротивления распространению трещин, то есть вязкости разрушения (трещиностойкости Кс). В работах [58,59] на рснове анализа влияния различных металлургических и структурных факторов на кратковременную трещиностойкость конструкционных сталей по- [c.481]