Дислокации ползучесть

BOM приближении прочность металлов при высоких температурах увеличивается с повышением их температуры плавления. Это связано с тем, что ползучесть металлов при высоких температурах совершается путем восходящего движения дислокаций, которое может осуществляться при наличии термической активации и диффузии атомов. Энергия активации процесса ползучести при высоких температурах Т по Дорну, равна энергии акти- [c.117]

Реальность данного механизма коррозионной усталости подтверждают исследования, показавшие что ползучесть (медленная пластическая деформация), которая также осуществляется путем переползания дислокации, ускоряется общей коррозией напряженного металла. Чем выше скорость коррозии, тем выше и скорость ползучести. Прекращение коррозии, например путем катодной защиты, ведет к уменьшению скорости ползучести до исходного значения. Влияние коррозии на ползучесть мелкозернисты, металлов наблюдается у меди, латуни [82], железа и углеродистой стали [83]. [c.164]

Предположим, как мы это уже делали при расчете скорости ползучести, что скользящие дислокации перерезают только дислокации леса. Предположим далее, что может быть не только больше k T, но и (при достаточно высоких температурах) меньше k T. В этом случае для скорости V (Oj, Т) следует написать уравнение [c.191]

В пленках пластическая деформация в какой-то степени имеет место даже при относительно малых напряжениях. Кривые растяжения прочных НК неизменно свидетельствуют об отсутствии пластической деформации вплоть До очень высоких напряжений. Напряжение течения в НК обычно совпадает с пределом прочности. 2. Ползучесть при испытании пленок легко можно наблюдать даже при сравнительно малых напряжениях. В опытах с НК ползучесть обычно наблюдается только после достижения предела текучести. 3. Предел прочности совершенных НК с уменьшением диаметра всегда увеличивается. Для тонких пленок эта закономерность наблюдается не всегда. 4. Плотность дислокаций в конденсированных пленках по порядку величины составляет 10 —10 см в совершенных металлических НК она не превосходит 10 см , а в неметаллических НК может быть исчезающе малой. Кроме того, несовершенные НК имеют, как правило, небольшую прочность на растяжение, в то время как у пленок со случайной ориентацией кристаллов прочность на растяжение, по крайней мере, равна прочности монокристалличе-ских пленок. [c.489]

Проведенные подсчеты [151 показали хорошее совпадение вычисленных величин с экспериментальными значениями энергии активации процессов пластического течения монокристаллов и ползучести различных металлов (в частности, железа), что прямо указывает на связь несовершенств кристаллического строения типа дислокаций с очагами локального плавления. [c.28]

В 50-х и начале 60-х годов была проделана очень большая работа по изучению влияния поверхностей, включая покрытия и оксидные пленки, на механические свойства металлов и сплавов. Хотя большая часть этих исследований не была связана с ползучестью и разрушением, их результаты представляют интерес, поскольку непосредственно характеризуют зависимость образования и подвиж- ности дислокаций от состояния поверхностей и присутствия покрытий и пленок оксидов. Для наших целей нет необходимости давать широкий обзор всех экспериментальных данных. Читатели, желающие получить более подробные сведения, могут обратиться к обзорным работам [113—116]. В последующем будут использоваться только данные, имеющие непосредственное отношение к рассматриваемому вопросу. [c.27]

Хотя величина рМ применительно к ползучести еще не рассчитана теоретически, можно предположить, что меньшие значения п отражают замедление образования и/или движения дислокаций (в той степени, в какой подвижность дислокаций определяется напряжением). [c.36]

Если протекание физического процесса обусловлено потоком некоторых элементарных событий, то среднее значение интенсивности потока определяет скорость изменения некоторого микроскопического параметра. Например, при пластической деформации таким параметром являются размеры образца, а элементарным событием может быть, например, отрыв дислокации от точек закрепления. Однако количество событий в единицу времени не является строго постоянным, что приводит к флуктуациям интенсивности потока событий. Например, при некоторых видах пластической деформации установлено, что последняя происходит не непрерывно, а микроскопически малыми приращениями. В таком случае естественно предположить, что среднее значение интенсивности потока событий определяет скорость соответствующего макроскопического явления - пластической деформации, диффузионной ползучести, коррозии, а величина флуктуаций - среднеквадратическое значение шумовой ком -поненты процесса. [c.182]

Оценим скорость ползучести е , обусловленную диффузионной кинетикой такой дислокационной структуры. Под действием внешней нагрузки а диффузионный обмен материалом между дислокациями разных ориентаций вызывает установившееся течение образца, скорость которого [c.324]

Во-первых, наличие окисной пленки может повысить предел текучести материала, так как она может препятствовать выходу поверхностных дислокаций в виде ступеней сдвига. Скорость ползучести монокристаллов цинка с толстой окисной пленкой, например, значительно увеличивается при погружении в разбавленную соляную кислоту [133]. В то же время травленный в соляной кислоте образец не показал никакого изменения скорости ползучести после дополнительного введения кислоты. [c.199]

В гл. 3 обсуждался механизм ползучести кристалла в терминах теории движения дислокаций, там же говорилось, почему прочность реальных кристаллов на много порядков ниже предполагаемой прочности идеального кристалла. Учитывая огромную энергию межатомных связей, можно считать, что идеальный кристалл должен быть необыкновенно прочным как по отношению к пластической деформации, так и по отношению к излому. Механическое напряжение, не превышающее предела текучести, приводит к упругой деформации твердого тела величина этой деформации зависит от расстояния, на которое можно сместить атомы без разрыва межатомных связей. В определенных условиях удается получить кристаллы без дислокаций (в обычных кристаллах концентрация дислокаций составляет 10 слг ). Например, прочность бездислокационных усов олова оказалась близкой к прочности идеального кристалла, рассчитанной из сил притяжения между атомами. Деформация таких усов была упругой вплоть до 2%, в то время как в обычном слое предел упругости достигается уже при деформации порядка 0,01%. Подобные же результаты получены на других металлах. Усы из меди, например, имеют очень большую величину предела текучести, но как только на них начинают образовываться дислокации, прочность резко падает. [c.86]

Переползание дислокации от блокирующего ее препятствия (чужеродные частицы, лес дислокаций и т. д.) в другую плоскость скольжения, где возможно ее дальнейшее движение, контролируется процессом самодиффузии. Поэтому, хотя сама по себе диффузия обычно не оказывает заметного влияния на деформацию при ползучести, она определяет ее скорость и температурную зависимость процесса. [c.155]

Дислокации играют чрезвычайно важную роль в механических свойствах твердых тел, прежде всего таких, как ползучесть и прочность. Так, согласно теории упругости кристаллы с идеальной структурой должны бы выдерживать относительную упругую деформацию сдвига, достигающую примерно 50%. Между тем реальные кристаллы подвергаются пластическому течению уже при деформациях ж10 —10 . Это объясняется [c.45]

Вопрос о характере функциональной зависимости скорости установившейся ползучести от температуры и приложенного напряжения и, в частности, о виде зависимости энергии активации процесса ползучести от напряжения /полз(а) обсуждается в литературе многими ав.торами (см. библиографию в [1001]). Интерес к этому вопросу особенно усилился в связи с развитием дислокационных теорий ползучести, поскольку сведения о виде функции [/полз(о) могут ПОЗВОЛИТЬ получить информацию о силовом законе взаимодействия дислокаций с преодолеваемыми барьерами и строить в соответствии с этим обоснованные дислокационные схемы элементарных актов процесса ползучести в кристаллических телах. [c.504]

Дислокации, впервые введенные в науку как гипотетические несовершенства в структуре реальных кристаллов, в настоящее время изучаются как реально существующие объекты, оказывающие значительное влияние на свойства материалов. Многие свойства твердых тел, такие, как прочность, пластичность, ползучесть, в первую очередь обусловлены дефектами кристаллической решетки. В теоретических исследованиях дислокаций можно выделить два подхода микроскопический и макроскопический (континуальный). В первом из них исследуются отдельные дефекты или ансамбли дефектов и их взаимодействия со средой и изучается природа этих объектов в основном на феноменологическом (реже статистическом) уровне описания твердых тел во втором описываются дислокации как нарушение однородности сплошной среды. [c.5]

Появление ряда книг, посвященных геометрическому описанию дефектов и сплошной среды в целом ([1—4]), позволило адекватным образом отразить достижения в объяснении многих эффектов ползучести и прочности. Вместе с тем в последние годы важную роль стала играть теория дислокаций в полимерах и аморфных телах. Следует также ожидать резкого увеличения интереса к этой области в связи с задачами теоретического изучения сплошной среды с заранее заданными свойствами. Вероятно, именно в этих приложениях современный геометрический подход будет наиболее плодотворен, поскольку наличие дефектов, имеющих характер топологических объектов (линий, поверхностей и т. п.), превращает односвязное многообразие, соответствующее сплошной среде без дефектов, в многосвязное. [c.6]

Дислокации выходят на поверхность через покрытия при более высоких напряжениях. С увеличением толщины покрытия его барьерный эффект возрастает. Упрочняющее влияние покрытия сказывается в частности на ползучести. Например, бесщелочное эмалевое покрытие 143 уменьшает ползучесть нихрома, т. е. скорость пластической деформации под непрерывной нагрузкой в два раза [402]. Однако уже при малом удлинении образца (1%) хрупкое эмалевое покрытие дает трещины и откалывается. В этом отношении гораздо более надежны металлоподобные покрытия. Например, покрытие 1М выдерживает удлинение при 600 °С до 3% без появления дефектов. Вместе с тем на образцах из легированных сталей установлена эффективность этого покрытия как средства, повышающего сопротивление сталей ползучести. На рис. 98 видно, что скорость ползучести образцов при 600 °С уменьшается с повышением толщины покрытия [403]. Эффект наиболее резко выражен при высшей нагрузке 156,8 МПа (16 кгс/мм ) и отвечает толщине 300 мкм. В условиях обычного рабочего напряжения 58,8 МПа (6 кгс/мм ) оптимальная толщина покрытия по расчету должна быть близкой к 180 мкм. [c.267]

Разница во времени до разрушения при статическом разрушении и циклическом объясняется явлением саморазогрева при циклических нагрузках [92]. Такая реакция твердых тел на периодическое дискретное воздействие указывает на колебательные явления, лежащие в основе существования и движения дислокаций. Выделение энергии при движении дислокаций в виде тепла способствует перераспределению ее в системе и включению в движение дополнительного количества дислокации или их скоплений. Передача тепловой энергии электронами значительно эффективнее, чем передача волн деформации фононами, поэтому процессы разрушения термически активируемы. Именно в этом можно усмотреть различия между ползучестью, ма1юцикловой и термоусталостью, а также объяснить фактическое невыполнение линейного закона суммирования. [c.144]

Оказывается, что силы взаимодействия между дислокациями обратно пропорциональны расстоянию. Ионы различного знака при образовании, например солей, стремятся построить кристаллическую решетку, поскольку это дает наибольшее превышение притяжения над отталкиванпем, т. е. наибольшую энергию связи. Подобно этому дислокации стремятся образовать свою решетку внутри металла. При этом они теряют подвижность и ползучесть тела резко уменьшается. С этим явлением связан наклеп при холодной обработке. Наблюдать дислокации можно раличными экспериментальными методами. Прежде всего складки, характеризующие выходы дислокаций на поверхность, подобно любым нарушениям на поверхности (из-за напряжений, уменьшения координационного числа, скопления чужеродных атомов и т.п.), легче травятся. Рисунки травления позволяют подсчитать число дислокаций, В хорошо отожженном теле это число близко к 10 , а может достигать 10 на 1 см. [c.197]

Степенной характер зависимости скорости ползучести от напряжения свидетельствует о том, что ползучесть обусловлена механическим отрывом дислокаций и их последующим перемещением в поле напряжений медленными вначале, при малых напряжениях из-за их релаксации, а затем более быстрь1м. При этом показатель степени т 3,7. Такая же степенная зависимость от приложенного напряжения (с показателем степени 3,8) была получена в одной из ранних работ по измерению деформации ползучести графитов марок ГМЗ и ПГГ при температурах 1800-2300 °С и растягивающих нагрузках 12—25 МПа. [c.83]

Такие поверхностные барьеры на пути выходящих дислокаций могут иметь различную природу — окисныеи солевые пленки, поверхностные упрочненные слои, вакансионные комплексы, выделения и др. Скорость прохождения дислокаций сквозь более или менее прозрачные барьеры и размеры заторможенных подповерхностных дислокационных скоплений зависят от условий деформирования — скорости, температуры и др. Поэтому действие таких барьеров сказывается на характере стадий легкого скольжения и деформационного упрочнения, а также на скорости ползучести, тогда как непрозрачные барьеры (например, толстые и прочные поверхностные пленки) оказывают влияние на величину критического скалывающего напряжения. [c.144]

Хотя уравнение (1) удовлетворительно описывает поведение широкого круга металлов и сплавов в режиме установившейся ползучести, сравнительно недавно было найдено [13], что в высокостойких к ползучести (крипоустойчивых) упрочненных выделениями сплавах (суперсплавы и дисперсноупрочненные сплавы) необходимо учитывать также наличие внутренних напряжений Сть препятствующих образованию и движению дислокаций [c.11]

Многие из величин Стс еще требуется определить количественно или хотя бы качественно. Тем не менее мы предположим, что при определенных составах и микроструктурах сплавов, средах и состояниях напряжения некоторые эффекты должны быть доминирующими. В частности, применяя этот метод анализа к основному примеру поведения I типа, а именно к случаю суперсплава на никелевой основе с умеренно крупным зерном [14, 18—21], мы отметим в соответствии с эффектами, перечисленными в табл. 5, следующие положения. В такой упрочненной системе, как данный сплав (временное сопротивление 1033 МПа даже при 760 °С [169]), маловероятно, чтобы какие-либо эффекты твердого раствора существенно влияли на внутренние напряжения. Выше отмечалось, что зернограничными эффектами также пренебрегали. Основной эффект, как можно предположить, в этом случае будет связан с величинами Стс, аналогичными входящим в уравнение (19), Иными словами, упрочнение рассматриваемой системы на воздухе обусловлено противодействием образованию и движению дислокаций со стороны окалины с хорошей адгезией, формирующейся при испытаниях на ползучесть на воздухе, но отсутствующей при испытаниях в вакууме (см. рис. 10) или в горячей солевой среде [14]. Микрофотографии, представленные на рис. 10, показывают также, что в результате ползучести (как на воздухе, так и в вакууме) поверхностные слои подложки постепенно становятся однофазными. На воздухе образуется фаза 7, вероятно, посредством селективного окисления алюминия и титана, а в вакууме образуется фаза у вследствие испарения хрома. Важно, что ни в одном случае поверхностные слои подложки не являются днсперсноупроч-ненными. Таким образом, эти эффекты будут иметь тенденцию к самокомпенсации при любых попытках, подобных этой, проанализировать сравнительное поведение системы на воздухе и в вакууме. [c.37]

Физическая сущность дисперсного упрочнения заключается в том, что тонкодисперсные частицы препятствуют движению дислокаций и стабилизируют структуру матрицы, что способствует повьпиению сопротивления вькокотемпературной ползучести и жаропрочности материата. [c.105]

Присутствие газовых примесей в металлах и сплавах сильно влияет на физико-химические свойства и эксплуатационные качества последних. Так, например, известно, что введение элементов внедрения в л1еталл приводит к повышению его жаростойкости, сопротивления ползучести и оказывает сложное влияние на прочность. Имеется возможность регулирования механических свойств сплавов и их поведения при различных температурах путем использования закономерности взаимодействия элементов внедрения с дислокациями и перераспределения примесей по формам нахождения в зависимости от внешних условий. Имеются многие примеры негативного влияния газов на свойства металлов. Так, примеси водорода, кислорода, азота и углерода вызывают переход тугоплавких металлов из пластичного состояния в хрутткое. Можно выделить три основных направления в использовании методов определения газов в металлах. [c.930]

Характерно, что такое же действие на ползучесть монокристаллов свинца— смещение предела текучести и всей реологической кривой (но в обратном направлении — в сторону больших напряжений) вызывают твердые пленки соответствующей толщины на поверхности образцов, например, окиси свинца или поликристаллического цинка. Эти результаты в сопоставлении с известными данными о пластифицировании металлов при адсорбции органических ПАВ поаволяют уточнить наши представления о роли поверхностного потенциального барьера, препятствующего движению дислокаций в приповерхностном слое металла, и о механизме адсорбционного пластифицирования, который состоит в облегчении перемещения дислокационных сегментов в относительно глубоком приповерхностном слое (например до десятков микрон), что обусловливается при понижении свободной поверхностной энергии соответствующим уменьшением работы глементарного акта развития новых мо-нoaтOlJныx ячеек новерхности при ее прочерчивании точками выхода дислокаций. [c.163]

При проведении металлографического анализа металла выявлено, что характерной особенностью отрукту ш основного металла в зоне соединения с плакируоциы слоем для углеродистых качественных сталей является утолщение границ зерен, которое, как указывает автор [20], говорит о наличии ползучести. Наблюдаются также полосы скольжения в пределах отдельных зерен, присущие усталостным явлениям. При большом увеличении видно очищение срединных областей зерна от дислокаций и их скопление по границам зерен, что указывает на значительную степень реализации пластичности этих материалов за время эксплуатации. [c.27]

При анализе микроструктуры основного металла в зоне развития макротрещины мэжно выделить две связанные взаимно перпендикулярные системы трещин. Первичными являются трещины, параллельные перлитным полосам. По мере юс развития зарозвдаются вторичные трещины, при слиянии котррых образуется магистральная трещина. Местом зарождения первичных трещин являются ферритные зерна, структура которых определяется низким сопротивлением ползучести [20] и усталости из-за наличия большого количества свободных дислокаций. В плакируицем слое существенных изменений микроструктуры не произошло. Структура мелкозернистая с небольшим количеством включений. [c.28]

Таким образом, имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют, что механизм деформации Ti можно описать тремя значениями энергии активации. При температуре ниже примерно 1150°С она изменяется между 1,7 и 2,3 эВ и зависит от состава карбида при температуре выше 1150°С она составляет 3,0 эВ и не зависит от состава и, наконец, при температуре выше /2 пл энергия ползучести, которая, вероятно, включает и энергию переполза-ния дислокаций, составляет 5—7 эВ. При температурах выше /гТ пл энергия активации деформации может коррелировать с энергией самодиффузии атомов Ti, в то время как при более низкой температуре, вероятно, определяющей является самодиффузия углерода (хотя прямых доказательств этого не имеется). Различие в механизме деформации при температурах ниже и выше 1150°С непонятно, хотя определяющим скорость процессом выше указанной температуры может быть диффузия углерода, а ниже — силы Пайерлса. [c.160]

Вторым важным обстоятельством, приведшим к. пересмотру понятия о твердом состоянии полимеров, было создание Хоземанном [10] теории, позволившей объяснить наблюдаемый характер дифракции рентгеновских лучей. Сущность этой теории составило представление о статистической разупорядоченности. Основой теории является модель паракристаллического состояния (рис. 11.7). Поэтому для объяснения характеристик полимеров уже не требуется вводить представл епие об аморфной фазе. Различные явления, например ползучесть, вторичная кристаллизация и прочностные свойства образцов, лучше объясняются перемещениями дислокаций, как обычно в физике твердого тела, а не моделью бахромчатых мицелл. , [c.32]

Ползучесть при больших временах наблюдения, следующая уравнению (15.2), была обнаружена давно Филоном и Джессопом [59], изучавшими нитроцеллюлозу, пластифицированную камфорой. Это уравнение было также широко проверено для поликристаллических металлов [60]. Для последних пропорциональность деформации корню кубическому нз времени была истолкована Моттом [61], исходя из представлений о движении дислокаций. Остается невыясненным, приме- [c.390]

В работе [924] эта дислокационная модель была положена в основу теории термоактивированного разрушения и ползучести кристаллов. После образования микротрещины скопившиеся дислокации начинают постепенно уходить в нее. Поскольку при росте трещины освобождаются и начинают работать заблокированные источники дислокаций, процесс роста трещины сопровождается пластической деформацией. Согласно расчетам [924], [c.477]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология