Предшествует пластическая

Неконтролируемые включения в покрытиях. Как известно, осаждению ряда металлов при электролизе предшествует образование высокодисперсных или коллоидных систем в околокатодном пространстве. Коллоидные частицы принимают непосредственное участие в образовании определенной структуры гальванического покрытия. Их соосаждение на катоде приводит к существенному отличию свойств гальванических покрытий (Ni, Fe и др.) от металлургических компактных металлов. В цинковых покрытиях, полученных из сульфатного электролита, найдено до 3,5% оксидов. В осадках из цианидвого электролита обнаруживают до 3% оксидов и цианидов. Это максимальные значения естественных включений, обычно они меньше, и определить их труднее. При соосаждении дисперсных частиц с чистыми гальваническими покрытиями содержание включений больше, и оно легко регулируется.

Учитывая, что при повышенных температурах для ряда материалов окончательному разрушению предшествует образование макротрещин, в уравнениях (8), (10) и (11) следует использовать

ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ — напряжение, соответствующее макс, нагрузке, выдерживаемой образцом при испытании до разрушения. В соответствии с видом испытания различают П. п.: при растяжении (временное сопротивление) аь, сжатии 0_&, смятии ff{,CM, изгибе оЬазГ, кручении ть, срезе (сопротивление срезу) тср. При всех видах испытания, за исключением растяжения, макс, нагрузка совпадает с нагрузкой, вызывающей разрушение образца или появление первой трещины. П. п. в этих случаях характеризует сопротивление разрушению; при растяжении это наблюдается у конструкционных материалов, не обнаруживающих при испытании шейку. Большей частью разрушению конструкционных материалов при испытании на растяжение предшествует образование шейки — местной пластич. деформации, возникающей у мн. материалов после того, как равномерное сужение стержня достигает 5—15%. В этом случае разрушающая нагрузка может быть значительно ниже максимальной, соответствующей началу появления шейки (см. рис. в ст. Предел текучести физический), и П. п. характеризует сопротивление пластич. деформации. В технике обычно пользуются условными П. п., при определении к-рых не учитывается действит. распределение напряжений по сечению и изменение размеров испытуемого образца в процессе деформации; термин «условный», как правило, опускается. Условный П. п. обозначается символом ffj, или Т[, иногда с дополнит, индексом, указывающим вид испытания.

3.3. Некоторые общие замечания о разрушении. Разрушение не является .мгновенным актом, оно начинает возникать еще до появления видимых трещин; последним предшествует образование микротрещин или некоторое «разрыхление» структуры. Именно этим объясняется то, что термины «остаточная деформаци.я после разрушения» и «пластическая деформация» не являются синонимами. В состав остаточной деформации после разрушения кроме пластической деформации входят удлинения за счет образования микротрещин и разрыхления структуры. В тех случаях, когда образец разгружен до возникновения в нем первых изменений, относящихся к разрушению, остаточная деформация совпадает с пластической (имеется в виду, что упругое последействие при разгрузке исчерпано; в противном случае в первый момент после разгрузки природа «остаточной» деформации может быть упруго-пластической).

В работах [5, 6] обнаружено, что выделению стабильной фазы о (в результате старения твердого раствора (аРе, V) при 600 °С) предшествует образование метастабильной упорядоченной фазы со структурой CsCl. Упорядочение твердого раствора (аРе, V) в области существования фазы о исследовано в работах [7, 8].

В отличие от металлических материалов при развитии магистральной трещины в углепластиках не образуется зоны пластической деформации; ему предшествует образование зоны с ухудшенными свойствами. Поэтому для анализа явления усталостного разрушения углепластиков нельзя использовать те подходы, которые правомерны для металлических материалов. В общем случае макроскопические явления усталостного разрушения весьма схожи, однако в микромеханизме усталостного разрушения углепластиков и металлических материалов наблюдается значительное различие. Вследствие этого необходимо достаточно внимательно подходить к проведению испытаний на усталость и к анализу полученных данных.

В отличие от металлических материалов при развитии магистральной трещины в углепластиках не образуется зоны пластической деформации; ему предшествует образование зоны с ухудшенными свойствами. Поэтому для анализа явления усталостного разрушения углепластиков нельзя использовать те подходы, которые правомерны для металлических материалов. В общем случае макроскопические явления усталостного разрушения весьма схожи, однако в микромеханизме усталостного разрушения углепластиков и металлических материалов наблюдается значительное различие. Вследствие этого необходимо достаточно внимательно подходить к проведению испытаний на усталость и к анализу полученных данных.

в. Высокое содержание хрома обеспечивает формирование сплошного подокалинного слоя Сг2О3. Это приводит к установлению более низкой активности кислорода в системе окалина-сплав, сдерживает диффузию кислорода и образование А12О3 по реакциям внутреннего окисления. Рост NiO/Ni(Cr,Al)2O4 также останавливается. В конечном -счете подокалинный слой А12О3 становится сплошным и начинает контролировать процесс окисления. При 1000 °С состояние насыщения обычно наступает меньше, чем через час. Можно видеть, что подобное кооперативное действие хрома имеет очень серьезную основу,-благодаря участию хрома, зарождению а(А12О3) на поверхности раздела оксид—металл [38] предшествует образование знакомых нам смесей кристаллографически когерентных субзерен окалины, легированных Ni(Cr,Al)204 и (Сг,А1)203.

Возникновению коллоидных частичек предшествует образование твердой фазы (ядра), адсорбирующей из растворов по-тенциалобразующие ионы. Сильнее адсорбируются ионы, которые больше понижают свободную энергию поверхности твердой фазы. В результате поглощения ионов поверхность ядра

Деформация и разрушение металлов в твердо-жидком состоянии давно привлекали внимание исследователей. Прежде всего укажем на работы Таммана [374] и А. А. Боч-вара [51], изучавших механизм разрушения твердо-жидких металлов. И. И. Новиков [182] исследовал деформацию и разрушение большого числа цветных сплавов под влиянием внешней нагрузки. В соответствии с его данными разрушение твердо-жидких металлов происходит путем распространения магистральных трещин, полностью разделяющих образец на части. Полному разрушению предшествует образование многочисленных микротрещин, обнаруживаемых в структуре и по изменению плотности образцов. Б. А. Мов-чан [174] и Н. Н, Прохоров [200] исследовали рост «горячих» трещин при формировании сварных соединений и разрушение вдоль полигональных границ. Характерной особенностью разрушения сплавов в твердо-жидком состоянии является образование межзеренных трещин.

Образование концентрационной неоднородности, по-видимому, является необходимой стадией процесса распада твердого раствора независимо от дальнейшей последовательности выделения. То, что мы это не всегда замечаем, объясняется, вероятно, недостатком чувствительности применяемых методов. В работе [196] при изучении распада твердого раствора в сложнолегиро-ванной аустенитной хромоникелевой стали 1Х16Н14В2БР с помощью метода Мессбауэра было показано, что выделению фазы Лавеса Fe2W предшествует образование еще в аустените областей с ближним порядком, состав которых близок к составу фазы

Описанный механизм характеризует так называемое хрупкое разрушение. Хрупкому разрушению предшествует пластическая деформация до достижения трещины критического размера и затем хрупкое бездислокационное разрушение.

Таким образом, разрушению металлов предшествует пластическая деформация. Пластическая деформация приводит к накоплению повреждений структуры и разрыхлению металла. На ранних стадиях деформации - за счет размножения дислокаций, на более поздних - инициированием и развитием микродефектов. Микротрещины возникают преимущественно в полосах скольжения в

щина распространяется прерывисто, так как каждому последующему шагу ее роста предшествует пластическая деформация, затем диффузия водорода к дефектам. Острый надрез на поверхности стали способствует пластической деформации металла в его вершине и, следовательно, снижает критическое значение напряжения и уменьшает задержку перед растрескиванием. При температуре ниже —ПО °С или при высоких .скоростях деформации водородное охрупчивание и растрескивание уменьшаются вследствие замедления диффузии водорода.

В это связи особый интерес представляет явление скола. В соответствии с концепцией А.В. Степанова разрушению всегда предшествует пластическая деформация [20]. Это означает, что и скол должен контролироваться пластической деформацией, т.е. зарождение трещины критической длины, инициирующей скол, должно быть термически активированным процессом. Если считать, что скол совершается путем зарождения дислокационной трещины в плоскостях семейства (100)а по механизму Коттрелла, то пластическая деформация

Рассматривая вопросы, связанные с пластичным и хрупким разрушением, надо иметь в виду, что резкого качественного разграничения этих типов разрушения провести невозможно. В металлических материалах любому разрушению, в том числе хрупкому, всегда предшествует пластическая деформация в том или ином объеме тела. Поэтому, в принципе, пластичность и хрупкость можно рассматривать как две стороны одного и того же процесса разрушения. Вместе с тем между процессами пластического и хрупкого разрушения существуют, естественно, значительные различия, которые и позволяют отнести их к разным группам.

Рассматривая вопросы, связанные с пластичным и хрупким разрушением, надо иметь в виду, что резкого качественного разграничения этих типов разрушения провести невозможно. В металлических материалах любому разрушению, в том числе хрупкому, всегда предшествует пластическая деформация в том или ином объеме тела. Поэтому, в принципе, пластичность и хрупкость можно рассматривать как две стороны одного и того же процесса разрушения. Вместе с тем между процессами пластического и хрупкого разрушения существуют, естественно, значительные различия, которые и позволяют отнести их к разным группам.

Часто вид разрушения устанавливают по величине пластической деформации, предшествующей разрушению; хрупкому разрушению не предшествует пластическая деформация. Вязкое разрушение связывают со значительной пластической деформацией. Однако при таком подходе нередки несоответствия энергетических затрат собственно на разрушение с величиной пластической деформации. Возможны случаи, когда хрупкое разрушение (сколом) происходит после значительной пластической деформации, в то же время разрушение пластичных металлов, также претерпевших большую деформацию, часто не требует больших затрат энергии. Высокопрочные современные материалы, разрушаясь вязко, не обнаруживают высоких пластических свойств.

Разрушение по границам элементов структуры — межзеренное или межъячеистое разрушение, при котором трещина идет по границам зерен или дислокационных ячеек. Различают хрупкое межзеренное разрушение, которому предшествует пластическая деформация" внутренних объемов зерен и пластичное межзеренное разрушение. Указанные типы межзеренного разрушения обычно относят к низкотемпературным типам разрушения. Кроме того, существуют высокотемпературное межзеренное разрушение и межзеренное разрушение при ползучести. Эти механизмы обусловлены высокотемпературным проскальзыванием по границам зерен и диффузионным зарождением-пор на границах. Они подробно изложены в обзорах Эшби с сотрудниками [404].

Единой точки зрения на процесс усталостного разрушения в настоящее время нет. Очевидно, что разрушению предшествует пластическая деформация, однако считать предел усталости равным пределу упругости нельзя. Общепринятая теория упрочнения исходит из того, что в реальных сплавах всегда содержатся дефекты, которые можно рассматривать как уже готовые очаги усталостного разрушения.

Какч происходит разрушение металлов, которому предшествует пластическая деформация? Такой вопрос задал себе американский ученый Г. Тэйлор, когда начал исследовать, все ли атомы при пластической деформации перемещаются вдоль плоскости скольжения. Многочисленные опыты и теоретические расчеты Г. Тэйлор а в США, Э. Орована в Англии и Я. Френкеля в Советском Союзе привели к созданию теоретической концепции дефектов кристаллической решетки и объяснили их роль в деформации и прочности кристаллических тел.

1. Замечания о терминах. Напомним о терминологии, принятой в настоящем курсе в главе IV. Различаем два типа предельного состояния материала: разрушение и текучесть. Последняя при развитии пластической деформации также может закончиться разрушением. Разрушение различаем двух типов — разрушение хрупкое от отрыва, которому практически не предшествует пластическая деформация, и разрушение от среза, которому предшествует заметная пластическая деформация. При разрушении от среза, ввиду значительного поворота пачек скольжения в процессе предшествующей разрушению пластической деформации и возможности заклинивания этих пачек (прекращения скольжения), может проявиться хрупкий характер в последний момент разрушения.