Плоскостности поверхностей

В этом разделе поведение сплавов Ti — А1 при КР будет рассыот-рено в трех аспектах: плоскость скола, роль плоскостного скольжения и влияние выделения аз-фазы. Специфическая обработка

ных сплавах Ti — А1, содержащих 8,5% (по массе) А1, и в соединении Ti3Al стехиометрического состава при испытании на ударную вязкость на воздухе. В работе [224] было предположено, что плоскость разрушения является результатом блокирования скольжения по призматическим и пирамидальным плоскостям. Предполагалось, что такие системы не реагируют на адсорбцию водорода и последующее выделение гидридов на активных полосах скольжения. Поэтому, если скольжение путем проскальзывания дислокаций <1123> блокируется (например, границами зерен) и максимальные нормальные напряжения рассчитываются именно для полосы скольжения, то обнаруживается, что это происходит в плоскости, расположенной под углом 15 град к базисной плоскости. В работе [224] рассматривалась специально система плоскостного скольжения {1122}<1123>, но было показано, что и другие системы содержат тот же вектор скольжения, ответственный за скорость разрушения в плоскостях скола (рис. 98, 99). Однако наблюдения за сколом, происходящим в такой же плоскости в образцах при испытании на воздухе, показывают, что он явля-

Несколько гипотез были выдвинуты о значительной роли плоскостного скольжения в определении степени чувствительности сплава (см. [10]). Для титановых сплавов прямых доказательств, относящихся к любой из этих гипотез, немного. Однако высокие нормальные напряжения, создаваемые вблизи скоплений дислокаций, или образование обширных ступеней скольжения могут иметь значение при возникновении трещины или при ее самозарождении. Если рассматриваются процессы релаксации, которые происходят в вершине распространяющейся трещины, то следует иметь в виду, что скольжение с + а, вероятно, является важным. Это особенно справедливо для зерен, преимущественно ориентированных по отношению к плоскости скола, так как этот вид скольжения может вызывать релаксацию напряжений, параллельных направлению с. Кроме того, легкость поперечного скольжения этого вектора и толщина полос скольжения могут быть важными особенностями процесса релаксации (см. рис. 98, 99). Например, высказано предположение [226], что чем толще полоса скольжения, стал-

кивающаяся с границей зерна (ху), тем больше вероятность начала активизации дислокаций в смежном зерне. Как можно видеть на рис. 98, 99, влияние плоскостного скольжения заключается также в поддержании остроты трещины, если скольжение происходит вблизи или у вершины ее. Многих подробностей динамики процессов течения вообще и особенно вблизи конца распространяющейся трещины недостает, чтобы установить важность любого из этих факторов.

никования, сдвига и деформационного образования мартенсита. Таким образом, деформация не локализуется и отсутствие плоскостного скольжения согласуется с нечувствительностью сплавов к КР. Однако деформация в сплаве Ti — 8Мо — 8V — ЗА1 — 2Fe при комнатной температуре происходит только путем скольжения и, к сожалению, имеется тенденция к скольжению, локализованному в плоскостных скоплениях дислокаций. Это наблюдение указывает на то, что распределение скольжения является недостаточным условием чувствительности к КР.

обладанию плоскостного скольжения, и его считали вредным, полагая, что оно усиливает концентрацию напряжения в локальных участках структуры, приводит к формированию острых ступенек скольжения, способных послужить зародышами трещин, или обеспечивает транспортировку водорода в кристаллическую решетку движущимися дислокациями. Данные рис. 9.3 показывают, что сокращение времени до разрушения в среде H2S (NACE) у сплава С-276 явилось результатом сегрегации фосфора, возникшей за короткое время старения, и следствием реакции упорядочения, потребовавшей примерно 100ч [7].

гично сплавам, упрочняемым другими видами выделений, способных к сдвиговой деформации. Однако в то же время эта реакция суперсплавов уникальна в связи с особенностями поведения самих выделений ^'-фазы. Фаза представляет собой упорядоченное соединение, выделения которого когерентны матрице, а поперечное скольжение дислокаций вокруг частиц фазы довольно затруднительно; в совокупности эти факторы предопределяют сильную тенденцию к развитию преимущественно плоскостного скольжения. У матрицы суперсплавов системы Ni-Cr-X энергия дефектов упаковки достаточно низкая, так что поперечное скольжение затруднено, особенно при низких температурах. Из-за малого размера выделений ъ'-ф&зы, большого размера зерен, низкой темпе-

Сплавам несколько недостаренным или на пике старения присуще очень грубое, неравномерное распределение плоскостного скольжения [8, 9]. По данным рис. 10.3 можно предположить (речь об этом еще пойдет ниже), что неравномерное распределение скольжения на пике старения суперсплавов с упрочняющей к'-фазой чревато ранним зарождением трещин в полосах плоскостного скольжения. На пике старения максимальный сдвиг, измеренный в любой полосе скольжения, может быть в 3—5 раз больше, чем в недостаренном или перестаренном состоянии. Экстремальная картина с циклическим упрочнением и разупрочнением, которая возникает на пике старения (см. рис. 10.2), отражает нестабильность пластического течения. В этом состоянии частицы второй фазы очень прочны, но как только скольжение возникло в нескольких относительно податливых плоскостях, они разупрочняются катастрофически и обеспечивают сосредоточение последующей 'пластической деформации в этих немногих

Сплав Inconel 718 заслуживает отдельного рассмотрения, поскольку он в центре внимания исследователей и характеризуется уникальным поведением из-за того, что упрочняется фазой к". При комнатной температуре Inconel 718 проявляет циклическое упрочнение, а затем — разупрочнение (подобно сплавам, упрочняемым у '-фазой); при более высоких температурах во всем диапазоне эксплуатации сплава 718 действует только циклическое разупрочнение [4, 10]. С ростом температуры наблюдали увеличение циклического разупрочнения и неравномерности плоскостного скольжения [10] Перерезание частиц эг"-фазы превращало ее структуру в структуру (З^фазы Ni3Nb.

При промежуточных температурах в воздушной среде временная зависимость межзеренного роста усталостной трещины определяется развитием коррозии под напряжением, поражающей границы зерен [49, 51, 58, 62]. Даже в аргоне, применяемом обычно в лабораторной практике, кислород содержится в количестве, достаточном для заметных коррозионных эффектов [63]. . Мелкозернистость усугубляет действие рабочих сред [51]. Напротив, у монокристаллических образцов суперсплавов циклический рост трещины обнаруживает лишь слабую временную зависимость [64]. Влияние среды в части увеличения доли межзеренного растрескивания может усиливаться при промежуточных температурах в случае очень неравномерного плоскостного скольжения, как это происходит у сплава Inconel 718 [10, 50]. Перестаривание же этого сплава улучшает стойкость к влиянию среды либо благодаря более тонкому и равномерному скольжению, либо из-за изменения химического состава сплава по границам зерен [50].

2) К. в обработке давлением - обработка металлич. деталей для повышения точности формы, размеров и качества поверхности путём пластич. деформирования, напр., К. в штампе (объёмная), К. для получения плоскостности поверхностей (плоскостная).

s Допуск плоскостности поверхностей относительно общей прилегающей плоскости 0,1 мм

Оправдывает себя применение при проверке плоскостности поверхностей несложных контрольных приспособлений в виде индикаторных линеек.

Поверочные плиты предназначены для проверки плоскостности поверхностей, а также используются в качестве базовых поверхностей для установки на них миниметров, оптиметров, синусных ли-; неек, центровых бабок, призм и других измерительных приспособлений.

"Для контроля прямолинейности и плоскостности поверхностей длиной до 1 м английской фирмой «Хильгер и Ватте» выпускаются интерферометры (модель TN 48 и TN 24), основанные на принципе интерференции света: по прямолинейности полос интерференционной картины, наблюдаемой в окуляре прибора, судят о плоскостности контролируемой поверхности.

Контроль методе^ визирования. Кроме автоколлимационного метода, для контроля отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей большой протяженностью (до"40—50 м) получил применение метод визирования**. Этот метод основан на том, что на контролируемой поверхности располагают освещенную визирную марку, представляющую собой стеклянную пластинку, на которой нанесены концентрические окружности и два взаимно перпендикулярных двойных штриха. Визирная марка смонтирована на подставке. С помощью объектива зрительной трубы, неподвижно установленной на конце контролируемой поверхности или вне ее, изображение марки проектируется в плоскость сетки трубы. В окуляре этой трубы наблюдают одновременно изображение марки и сетку зрительной трубы. Если при передвижении марки вдоль контролируемой поверхности из-за неплоско-сгности этой поверхности произойдет смещение штрихов марки относительно оси трубы в плоскости, перпендикулярной направлению визирования, то величина этого смещения определяется с помощью отсчетных устройств зрительной трубы. Предварительно — перед началом измерения регулируют взаимное положение марки и трубы, располагая марку в двух крайних положениях контролируемой поверхности, с тем чтобы при контроле этой поверхности смещения марки при ее последовательном перемещении от участка к участку находились бы в пределах поля зрения зрительной трубы.

На этом же методе визирования основаны приборы, разработанные Государственным оптическим институтом. Прибор модели ДП-477, названный оптической струной, предназначен для проверки прямолинейности, плоскостности горизонтальных и вертикальных поверхностей, а также несоосности отверстий больших изделий***. Другой прибор модели ИС-45, названный оптическим плоскомером, предназначен для проверки плоскостности поверхностей размером до 10 X 20 ж2. В основу плоскомера положен принцип, позволяющий сравнивать контролируемую поверхность с плоскостью, образованной вращением оптической оси визирного устройства.

Проверка плоскостности поверхностей с помощью оптического плоскомера заключается в том, что визирную трубу прибора предварительно выставляют по трем базовым маркам. Затем, перемещая измерительную марку в нужную нам точку контролируемой поверхности, определяют отклонение от плоскости этой точки по смещению изображения марки относительно оси визирной трубы. Величину неплоскост-

Измерение с помощью уровня. Уровни применяют для измерения отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей больших деталей шаговым методом. Сущность метода заключается в последовательном измерении смещения отдельных точек проверяемой поверхности относительно предыдущей точки. Уровень 2 .(рис. 20), установленный на мостике 1, перемещают по проверяемой

Использование автоколлиматоров и зрительных труб для измерения отклонений от плоскостности поверхностей требует больших затрат времени. Поэтому более эффективным является использование оптических плоскомеров, которые позволяют непосредственно определить отклонение от плоскостности; методику измерения см [9, 15, 20].

15. Медянцева Л. Л., Горбачева В. В., Шарова Е. Е. Контроль прямолинейности и плоскостности поверхностей. М.: Издательство стандартов, 1972. 120 с.