Деформированном поверхностном

нагружения связывается с началом образования в деформированном материале ячеистой дислокационной структуры, то, согласно мнению авторов работ [266, 326, 334], на стадийность процесса упрочнения

?ёЛьн6сть травления составляет 60 мин tit]. Для литых сплавов в результате штрихового травления можно установить дендритные прорастания (дендритную структуру), принадлежность ячейки к определенной области ориентации; для деформируемых сплавов—преимущественную ориентацию (текстуру) и явления рекристал* лизации на деформированном материале (рис. 76).

Таким образом, общая последовательность эволюции структуры в интерметаллидах на основе NisAl является подобной той, что была установлена для чистых металлов и разупорядоченных сплавов. Однако специфическая особенность этих материалов связана с установлением дальнего порядка уже на ранних стадиях процесса возврата, т. е. при перераспределении и уменьшении количества дислокаций. Было высказано предположение [73], что непосредственная причина переупорядочения связана с подвижными вакансиями, образующимися в результате разрушения различных дефектов и дислокационных петель, присутствовавших в деформированном материале.

Наибольшая склонность к замедленному разрушению проявляется в деформированном материале в высотном направлении волокна. На склонность к замедленному разрушению сталей, содержащих водород, значительное влияние оказывает прочность и структура: чем выше прочность, тем больше отрицательное влияние водорода на механические свойства сталей [69].

(см. рис. 105); этот разброс отмечается также в результатах для различных направлений в деформированном материале. В общем, при испытании материала в поперечном направлении (образцы типа ПД) напряжение текучести выше и значение вязкости разрушения ниже, чем при испытании материала в долевом направлении. В зависимости от ориентации образца в значениях KiKp имеется •большой разброс, что, вероятно, является следствием значительной зависимости от текстуры, развиваемой в процессе деформирования. Для поковок и прессовок преимущественная ориентация, вероятно, не так заметна, как для плит, поэтому величина KiKf мало изменяется с ориентацией образца. Поведение материала, полученного прокаткой, будет зависеть от характеристик процесса прокатки, например от температуры начала и конца прокатки, от степени обжатия, наличия или отсутствия поперечной прокатки и т. д.

Рис. 5. Схема установки Д-8 для исследования истинного рассеяния энергии в циклически деформированном материале

Установка Д-8 (рис. 5) предназначена для исследования истинного рассеяния энергии в циклически деформированном материале при низких и высоких температурах.

стабилизация гарантирует материал от коррозионного растрескивания, происходящего главным образом и наиболее интенсивно при наличии напряжений первого рода в деформированном материале.

В работе [815 ^изучено влияние химического "состава и термической обработки на количество а-фазы и . на изменение свойств стали типа Х21Н5Т в литом и деформированном состояниях. Показано, дто при нагреве 1000° С получается наибольшее количество аустенита, а при более высоком нагреве количество его значительно уменьшается. Отпуск при 500° С резко уменьшает пластичность как в литом, так и деформированном материале (рис. 159).

Аустенито-ферритные стали имеют более высокие механические свойства при комнатной температуре, чем ферритные и аустенит-ные, но несколько пониженную пластичность. Вследствие резкого обособления аустенитной и ферритной фаз в деформированном материале наблюдается резкая анизотропия свойства проката в продольном и поперечном направлениях. Аустенито-ферритные стали с марганцем более склонны к образованию а-фазы при нагреве в интервале 500—800° С, чем хромоникелевые стали.

Излом ударного образца имеет плоское дно - «хрупкий квадрат» (хотя по микростроению это часто вязкий ямочный излом). Он окружен с трех сторон откосами среза — «выбега трещины», когда ее пластическая зона достигнет поверхности образца. Поэтому легко измеряемая ширина откоса и есть радиус /^ пластической зоны трещины. Это почти та же величина, которую мы ищем в конечном счете, измеряя К1с. Только здесь трещина двигалась в пластически деформированном материале, отчего гш может быть ниже, чем при измерении вязкости разрушения.

сдвиг и скольжение граничного слоя - статистический результат возникновения и нарушения молекулярных связей дисперсионной природы [30]. В тончайших поверхностных слоях (10-100 нм) наблюдается интенсивная и направленная деформация — текстурирование. В нижележащих слоях происходит волновой процесс распространения упругих деформаций, связанный с относительным перемещением твердых тел. Схематически эти три формы напряженно-деформированного состояния можно показать в виде схемы (рис. 2.2) [9], где Л/ - нормальная нагрузка; Т— тангенциальная сила; Т — сила связей в граничном слое; Т2 - сила связей в пластически деформированном поверхностном слое; Тз - сила связей в упругодеформированном слое.

Измерение микротвердости и микроструктуры в-.деформированном поверхностном слое образца показало резкую неравномерность ее распределения и различную степень пластической деформации. Формирование структуры рабочего слоя в процессе удара определяется исходной структурой материала, продолжительностью времени контакта, контактной температурой, скоростью приложения нагрузки. При о = 3,2 м/с и \F=8,2 Дж максимальная микротвердость на поверхности удара составляет 12000 МПа, минимальная — 4200 МПа. Измерение микротвердости по поверхности и по глубине образца после удара показало, что распределение микротвердости в зоне удара неравномерное. Неравномерно распределяется и температурное поле. Динамический характер пластического деформирования, во время которого теплообмен в зоне контакта практически отсутствует, вызывает на пятнах фактической площади контакта мгновенные скачки температуры, т. е. температурные вспышки, величина которых при тяжелых режимах намного превышает среднюю температуру. Несмотря на то, что глубина действия температурных вспышек при ударе локализуется в слое толщиной несколько микрометров, они способствуют структурным превращениям и изменению микротвердости. В некоторых случаях удалось наблюдать полоски вторичной закалки. Их микротвердость составила 12880 МПа. Микротвердость подстилающего слоя на расстоянии 0,ОГмм от поверхности меньше микротвердости металлической основы и составляет 3300 МПа, что соответствует приблизительно температуре 400—500° С. Следовательно, при единичном ударе в зоне контакта в отдельных микрообъемах возникают температурные скачки, упрочняющие эти 7частки. Под ними и вблизи них находятся участки, микротвердость которых ниже исходной, а температура достигает лишь температуры "отпуска. Наблюдаемые температурные изменения связаны с изменениями структуры и прочностных свойств соударяющихся материалов.

Упруго-пластическая деформация поверхностного слоя в процессе механической обработки вызывает изменение структурно-чувствительных физико-механических и химических свойств в металле поверхностного слоя по сравнению с исходным его состоянием. В деформированном поверхностном слое возрастают все характеристики сопротивления деформированию: пределы упругости, текучести, прочности, усталости. Изменяются характеристики прочности при длительном статическом и циклическом нагружении в условиях высоких температур. Снижаются характеристики пластичности: относительное удлинение и сужение, повышается хрупкость (уменьшается ударная вязкость), твердость, внутреннее трение, уменьшается плотность. Металл в результате пластической деформации упрочняется.

В деформированном поверхностном слое изменяются также и физические свойства: заметно повышается электросопротивление, увеличивается остаточный магнетизм (петля магнитного

Под действием усилия резания и температуры в зоне резания в поверхностном деформированном слое может возникать дислокационная структура с определенной плотностью однородных (положительных или отрицательных) дислокаций, распределенных по определенному закону по глубине поверхностного слоя. Скопление множества однородных дислокаций на параллельных плоскостях скольжения вызывает искривление кристаллической решетки, вследствие чего возникают макронапряжения в данном объеме металла. Неоднородное (стохастическое) распределение дислокаций в деформированном поверхностном слое не будет обнаруживаться проявлением макронапряжений в данном объеме металла.

Высокие температуры и газовая среда активизируют диффузионные процессы в металле, вызывают в деформированном поверхностном слое деталей окисление и обеднение легирующими элементами, развитие процессов возврата и рекристаллизации. Напряжения от внешней нагрузки ускоряют протекание этих процессов.

Более интенсивное обеднение в деформированном поверхностном слое связано, по-видимому, с усилением диффузионных процессов в искаженной кристаллической решетке.

При дальнейшем повышении температуры нагревов, усиливающем диффузионную подвижность атомов, а следовательно, активирующем процессы возврата в деформированном поверхностном слое, резко уменьшаются макронапряжения, и при 950—975° С макронапряжения практически полностью снимаются при выдержке до 2 ч.

Остаточные макронапряжения при температурах, близких к температуре возврата и рекристаллизации, быстро релакси-руются. Неоднородность распределения макронапряжений и действие циклического нагружения увеличивает скорость диффузии в металле, ускоряя процессы релаксации макронапряжений в деформированном поверхностном слое. Поэтому полагают, что влиянием макронапряжений на сопротивление усталости при температурах нагрева, близких к температуре возврата и рекристаллизации, можно пренебречь.

ном поверхностном слое, следствием которых является разупрочнение поверхностного слоя и наблюдаемое снижение сопротивления усталости. Развитию процессов разупрочнения в деформированном поверхностном слое при этом способствуют циклические напряжения и увеличение продолжительности их воздействия с увеличением базы испытания в условиях высоких "температур. Совместное рассмотрение данных о комплексном и раздельном влиянии параметров качества поверхностного слоя на сопротивление усталости позволило установить определенное соотношение между значимостями каждого из них. Это соотношение для спла-

При эксплуатации лопаток компрессора в условиях рабочих температур и циклического нагружения процесс релаксации остаточных макронапряжений будет протекать более интенсивно, так как напряжения от внешней нагрузки ускоряют диффузионные процессы в деформированном поверхностном слое.

сдвиг и скольжение граничного слоя — статистический результат возникновения и нарушения молекулярных связей дисперсионной природы [30]. В тончайших поверхностных слоях (10—100 нм) наблюдается интенсивная и направленная деформация — текстурирование. В нижележащих слоях происходит волновой процесс распространения упругих деформаций, связанный с относительным перемещением твердых тел. Схематически эти три формы напряженно-деформированного состояния можно показать в виде схемы (рис. 2.2) [9], где /V — нормальная нагрузка; Т- тангенциальная сила; Т[ — сила связей в граничном слое; Тт — сила связей в пластически деформированном поверхностном слое; Т3 - сила связей в упругодеформированном слое.