Большая техническая энциклопедия
1 2 3 4 6
C J W Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МЛ МН МО МУ МЫ

Межзеренное разрушение

 
Межзеренное разрушение связано непрерывным рядом промежуточных ситуаций с еще одной формой влияния адсорбционно-активных жидкостей на свойства горных пород, а именно, посредством изменения их дисперсной структуры.
Схема хрупкого и вяз. Межзеренное разрушение облегчается при выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Разрушение стали. Д15Н5Д2Т. Межзеренное разрушение в общем случае является малопластичным. Наиболее очевидный признак межзеренного разрушения заключается в наличии рельефа, соответствующего огранке зерен. Межзеренное прохождение трещин устанавливают либо при макроанализе ( в случае размера зерна 0 05 мм и выше) либо при использовании увеличения оптического микроскопа. В-крупнозернистом материале при обычно применяемых увеличениях электронных микроскопов 3 тыс. и более четко установить-межзеренный характер разрушения иногда бывает затруднительно. При увеличении оптического микроскопа в межзеренных хрупких изломах наблюдаются гладкие площадки часто с частицами охрупчивающих включений. На этих площадках могут наблюдаться сдвиги в виде складок, четко выявляются границы зерен. От внутрикристаллического хрупкого скола такие изломы отличаются, как правило, отсутствием ручьистого узора, что, по-видимому, связано с меньшей возможностью дробления трещины при межзеренном прохождении разрушения по-сравнению с внутризеренным.
Схема хрупкого и вязкого разрушений металла в зависимости от температуры испытания.. Межзеренное разрушение облегчается при выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Схема хрупкого ( / и вязкого ( II разрушений металла в зависимости от температуры испытания. Межзеренное разрушение обычно происходит при выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Межзеренное разрушение обычно происходит ири выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Разрушение стали Х15Н5Д2Т. Межзеренное разрушение в общем случае является малопластичным. Наиболее очевидный признак межзеренного разрушения заключается в наличии рельефа, соответствующего огранке-зерен. Межзеренное прохождение трещин устанавливают либо при макроанализе ( в случае размера зерна 0 05 мм и выше), либо при использовании увеличения оптического микроскопа. В крупнозернистом материале при обычно применяемых увеличениях электронных микроскопов 3 тыс. и более четко установить межзеренный характер разрушения иногда бывает затруднительно. При увеличении оптического микроскопа в межзеренных хрупких изломах наблюдаются гладкие площадки часто с частицами охрупчивающих включений. На этих площадках могут наблюдаться сдвиги в виде складок, четко выявляются границы-зерен. От внутрикристаллического хрупкого скола такие изломы отличаются, как правило, отсутствием ручьистого узора, что, по-видимому, связано с меньшей возможностью дробления трещины при межзеренном прохождении разрушения no - сравнению с внутризеренным.
Схема хрупкого и вязкого разрушений металла в за-нисимооти от температуры испы-тани и. Межзеренное разрушение облегчается при выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Межзеренное разрушение связано непрерывным рядом промежуточных ситуаций с еще одной формой влияния адсорбционно-активных жидкостей на свойства горных пород, а именно, посредством изменения их дисперсной структуры.

Межзеренное разрушение облегчается при выделении по границам зерен частиц хрупкой фазы.
Дислокационная модель образования хрупких межзеренных трещин путем сдвига по плоскости скольжения. Пластичное межзеренное разрушение происходит путем слияния пор.
Межзеренное разрушение деформируемых жаропрочных ни-кельхромовых сплавов при однократном нагружении в условиях комнатной и повышенной температур, как правило, не является браковочным признаком материала. Но преимущественно межзеренное разрушение в сочетании с крупнозернистой структурой следует считать признаком дефектности материала, поскольку с увеличением размера зерна при нормальном состоянии границ зерен увеличивается тенденция к внутризеренному разрушению. Рост зерна и охрупчивание его границ часто бывает следствием перегрева при штамповке или термической обработке.
Характер зародышевых трещин в околошовной зоне при сварке. Процесс межзеренного разрушения облегчается при наличии примесей по границам зерен.
Электронные фрактограммы изломов чугуна в деталях компрессора. а - х 500, б - х 300. Доля межзеренного разрушения по границам зерен феррита растет с увеличением в стали содержания серы от 0 004 до 0 040 мас. Этот механизм хрупкого разрушения в кристаллических участках образцов воспроизводится в интервалах температур как вязко-хрупкого перехода, так и полностью хрупкого разрушения.
Фрактограмма металла пробы из трубы стали Х5М. ПЭМ. х 1500. Доля межзеренного разрушения существенно варьируется по сечению и окружности трубы. Эти данные указывают на заметное снижение когезивной прочности границ зерен в металле стенки трубы.
Доля межзеренного разрушения, так же как и в однофазных поликристаллах, зависит от температуры. По достижении межзеренной трещиной, раскрывающейся в процессе пластической деформации, критической длины она переходит в трещину скола.
Закономерности межзеренного разрушения в таких случаях необычны и во многих отношениях напоминают скорее разрушение хрупких керамик, чем металлов.
Типы границ в порошковых сплавах. При межзеренном разрушении как в литых, так и порошковых материалах трещина распространяется по границе зерен и, как в случае транскристаллитного, разрушение может осуществляться по хрупкому или вязкому механизму. Однако в порошковых материалах есть своя специфика межзеренного разрушения, вызванная наличием двух типов границ.
Трещина КПН в сплаве системы AI-Zn-Mg ( 3 % - ный оаствор NaCl при 0 7а0 2 ( Х200.
При межзеренном разрушении их трудно отличить от трещин межкристал-литной коррозии.
При межзеренном разрушении в состоянии отпускной хрупкости независимо от размера зерна повышение микротвердости у излома с помощью использованной методики обнаружить не удается. Работа у не может быть измерена, так как ее значения ниже предела чувствительности методики ( - 105 мДж / м2 по оценкам АД.
Трещина КПН в сплаве системы А1 - Zn-Mg ( 3 % - ный оаствор Nad при 0 70, 2, Х200. При межзеренном разрушении их трудно отличить от трещин межкристал-литной коррозии.
На стадии межзеренного разрушения зона сплавления, наоборот, является наиболее вероятным очагом излома, так как вследствие жесткости напряженного состояния уровень нормальных напряжений в ней является наибольшим. В условиях межзеренного разрушения неизбежная искаженность строения кристаллической решетки на этом участке будет приводить к интенсивному развитию процесса генерации вакансий и дислокаций и тем способствовать появлению в нем преждевременных изломов.
Величина доли межзеренного разрушения является, таким образом, чувствительной не только к состоянию границ зерен, наличию сегрегации и выделений второй фазы, но и температурно зависимой характеристикой. Повышение пластичности и вязкости разрушения способствует возрастанию доли межзеренного разрушения.
Разрушение по границам бывших зерен аустенита в термоулучшенной стали 10ХСНД ( угольная реплика, х 1600. Под фасеткой межзеренного разрушения понимают относительно плоскую или плавно изогнутую поверхность разрушения, которая под некоторым углом разориентирована к соседним поверхностям разрушения.
Фрактограмма межзеренного излома стали 08Х22Н6Т в зоне сплавления шва приварки штуцера Dy350 к днищу. ПЭМ. х 8000. Наибольшая доля межзеренного разрушения ( 39 %) выявляется в околошовной зоне сварного шва в месте вварки штуцера DylOO в днище; этому значению межзеренной составляющей соответствует степень охрупчивания стали на 49 С. Это межзеренное охруп-чивание вместе с крупнозернистой структурой и вызывают хрупкое разрушение верхнего днища при 100 - 110 С.
От зоны межзеренного разрушения материала лопатки с наибольшей наработкой началось внут-ризеренное усталостное разрушение, которое продолжалось до момента достижения трещиной в срединных слоях материала длины около 35 мм, начиная от выходной кромки практически одинаково для обеих лопаток.
При комбинированных нагружениях межзеренное разрушение должно также проходить при минимальной пластичности материала. Таким образом, результаты исследования различных вариантов взаимодействия термоусталости и ползучести подтверждают высказанную гипотезу о существовании особых областей по величине параметров комбинированного термоциклического и длительного статического нагружения, характеризующихся минимальной относительной долговечностью при наименьшей деформационной способности материала.
Влияние температуры на характер деформирования металла. Возможны две схемы межзеренного разрушения, обусловленные развитием проскальзывания по границам зерен.
Фрактограммы изломов образцов, вырезанных из латунной трубки. а - х 2000, б - х 2400.
Наряду с участками межзеренного разрушения видны участки с вязким ямочным строением.
При этом вместо межзеренного разрушения, характерного для состояния отпускной хрупкости, происходит внутризерен-ное разрушение.
Разрушенный в эксплуатации шлиц-шарнир опоры шасси самолета Ту - 154Б. общий вид, его излом и морфология рельефа смешанного внутри - и межзеренного разрушения с продуктами коррозии в виде плен на разных этапах роста трещины. В областях доминирования межзеренного разрушения вопрос о роли тех или иных факторов внешнего воздействия не может быть решен, поскольку реализовать ситуацию доминирования, например, межзеренного разрушения материала можно, по крайней мере, двумя путями - повышая асимметрию или уменьшая частоту нагружения.
Вместе с тем наличие межзеренного разрушения не всегда является признаком дефектности материала. Но при межзеренном прохождении трещины вследствие большей локализации разрушения возможности для развития пластической деформации ограничиваются. На макроскопические характеристики излома ( его ориентированность относительно направления главных напряжений, матовость поверхности) характер прохождения трещины влияет мало.
Существует два различных механизма межзеренного разрушения при ползучести: 1) при действии высоких температур характерным является разрушение путем образования и роста пор в приграничных зонах [58]; 2) при относительно невысоких температурах, когда существенную роль в качестве концентраторов; напряжений играют стыки зерен, разрушение проходит путем проскальзывания по границам зерен. При электронно-фракто-графическом исследовании в первом случае на поверхности излома наблюдается мелкоямочный рельеф, во втором - следы-сдвиговой деформации.
При этом размер фасеток межзеренного разрушения в два - четыре раза превышает размер фасеток транскристаллитного скола.
Изложенные здесь основные закономерности межзеренного разрушения в условиях длительного статического и циклического нагружений положены в основу рассматриваемой ниже физико-механической модели. Анализ влияния скорости деформирования на критические параметры, контролирующие предельное состояние материала, может быть выполнен исходя из схемы, приведенной на рис. 3.2. Для этого значения критической деформации Ef или долговечности Nf при межзеренном накоплении повреждений, рассчитанные по предлагаемой ниже модели, должны сравниваться с аналогичными параметрами, полученными в предположении внутризеренного характера зарождения макроразрушения по одной из ранее разработанных методик ( см. гл.
Вместе с тем наличие межзеренного разрушения не всегда является признаком дефектности материала. Но при межзеренном прохождении трещины вследствие большей локализации разрушения возможности для развития пластической деформации ограничиваются. На макроскопические характеристики излома ( его ориентированность относительно направления главных напряжений, матовость поверхности) характер прохождения трещины влияет мало.
Существует два различных механизма межзеренного разрушения при ползучести: 1) при действии высоких температур характерным является разрушение путем образования и роста пор в приграничных зонах [58]; 2) при относительно невысоких температурах, когда существенную роль в качестве концентраторов напряжений играют стыки зерен, разрушение проходит путем проскальзывания по границам зерен. При электронно-фракто-графическом исследовании в первом случае на поверхности излома наблюдается мелкоямочный рельеф, во втором - следы сдвиговой деформации.
Переход от внутризеренного к межзеренному разрушению, как правило, сопровождается падением пластичности, особенно макропластичности. Вследствие этого отмечается третья общая особенность данных разрушений - макрохрупкий характер изломов. Некоторые особенности, присущие хрупким изломам однократного нагружения, характерны также и для изломов длительного нагружения.
Пластическую работу у сопутствующую межзеренному разрушению в состоянии отпускной хрупкости, можно оценить по критическому раскрытию 6С в вершине микротрещины, используя известное соотношение механики разрушения 7D с о, гдеа0 - сопротивление пластическому течению материала у вершины. К показано [169], что у 2 - Ю4 мДж / м2, т.е. не менее, чем в 50 раз ниже, чем при транскристаллитном разрушении.
Переход от внутризеренного к межзеренному разрушению, как правило, сопровождается падением пластичности, особенно макропластичности. Вследствие этого отмечается третья общая особенность данных разрушений - макрохрупкий характер изломов. Некоторые особенности, присущие хрупким изломам однократного нагружения, характерны также и для изломов длительного нагружения.
Доля межэеренного разрушения в среднеуглеродистой. Многочисленные исследования показывают, что межзеренное разрушение проявляется при достижении размера циклической зоны, равного двум размерам зерна. Межзеренное разрушение характерно как для низкоуглеродистой стали, так и для высокоуглеродистой и высокопрочной стали со структурами феррита, бейнита, мартенсита и аустенита. На рис. 63 показана зависимость доли межзеренного разрушения от Д / С для среднеуглеродистой стали при различных значениях R. Видно, что максимальное проявление межзеренного разрушения характеризуется значением Д / С - 13 МПа YM. ПРИ А / С 28 МПа VM оно практически отсутствует, а при Д / С 4 МПа УМ составляет всего 10 % от других типов разрушения.

Таким образом, измерение доли межзеренного разрушения в хрупких зонах образцов и микропроб элементов оборудования, аппаратов и других конструкций позволяет более достоверно определять значения К1с и б1с в области хрупкого и квазихрупкого разрушения. Последнее указывает, что существующий подход [43] в определении температурной зависимости Klc f ( Tma) для охрупченного металла смещением кривой Klc f ( Tacn) на величину охрупчивания А. Этот подход не учитывает возможность снижения уровня К1с под действием тепловой и радиационной хрупкости, вызывающих снижение когезивной прочности границ зерен.
Поэтому при анализе физических механизмов межзеренного разрушения при отпускной хрупкости целесообразно начать с простейших систем - твердых растворов, прежде всего Fe - Р и Fe - Р - С, а затем рассмотреть усложнения, вносимые карбидной фазой и легированием.
Идеальное ( а и реальное ( б вязкое разрушение с образованием шейки при растяжении. При ползучести выделяют два типа межзеренного разрушения: так называемое разрушение клиновидной трещиной, обычно зарождающееся в точке встречи трех зерен, и кавитационное разрушение, при котором по границам образуются многочисленные мелкие поры, увеличивающиеся со временем и наконец сливающиеся и приводящие к полному разрушению образца. Даже сверхпластичные сплавы могут разрушаться за счет роста несплошностей. Рост пор при высоких температурах обеспечивается за счет диффузии вакансий. Большая пора в конце концов теряет свою равновесную форму и становится похожей на трещину.
Зависимость зернограничного ( 1 и примесного зернограничного пика ( 2 внутреннего трения и степени релаксации модуля ДС / G при температуре зернограничного пика от концентрации фосфор в твердых растворах Fe - Р. Для сравнения экспериментальных зависимостей сопротивления межзеренному разрушению от температуры адсорбционного отжига и концентрации примесей ( 3 ( 7, СА, Св) с рассчитанной зависимостью ас ( Т, С) необходимо знать энергию связи атомов фосфора FА и углерода Fв с границами зерен а-железа. Для фосфора FA при температурах, близких к температуре максимального развития отпускной хрупкости в сплавах Fe - Р и Fe - Р - С, определена из измерений концентрационной зависимости зерногранично-го внутреннего трения в твердых растворах с 0 0027 - 1 2 % ( ат.
Микрофрактограммы образцов из сплава АК4 - 1Т1 с надрезом ( а, г и без надреза ( б, в, испытанных при температуре 175 ( а, в и 250 С ( 6, г, Х9000. Типичным для длительного высокотемпературного нагруже-ния является межзеренное разрушение, однако не исключено и внутризеренное разрушение, возможность которого определяется в первую очередь скоростью деформирования и температурой.
Во второй период усталости наблюдается также внутризе-ренное и межзеренное разрушение стали. На кристаллах феррита были обнаружены трещины, рассекающие его на несколько частей. Иногда клиновидные трещины возникают на стыках трех зерен и распространяются по границам.
Влияние температуры отжига готж ( с последующей закалкой в воде на относительное сужение до разрыва ф, транскристалл итную компоненту 0 в хрупкой части излома образцов, разрушенных при - 196 С, концентрацию остаточного углерода в твердом растворе [ С Q o, зависимость фона внутреннего трения. Минимальная низкотемпературная пластичность и максимальная доля межзеренного разрушения в изломе наблюдается после отжига при 600 - 650 С, т.е. охрупчивание не может быть обнаружено, если за вязкое состояние принимать, как это обычно делают при изучении отпускной хрупкости легированных сталей, состояние после отпуска при 600 - 650 С с быстрым охлаждением.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11