Дослідження впливу перепадів температур великих діапазонів на руйнування малолегованого молібдену

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет «Львівська політехніка»

Кафедра «Технології машинобудування»

Реферат

Дисципліна: фізика металів

”ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПЕРЕПАДІВ ТЕМПЕРАТУР ВЕЛИКИХ ДІАПАЗОНІВ НА РУЙНУВАННЯ МАЛОЛЕГОВАНОГО МОЛІБДЕНУ”

Зміст

Вступ

1 Теоретичні дані

2 Вибір методу, характеристика об’єкту дослідження

3 Дослідження впливу на в’язкість руйнування структури та температури при транскристалітному руйнуванні сплаву ЦМ-10

4 Дослідження впливу на в’язкість руйнування структури та температури при реалізації транскристалітного руйнування

5 Вплив релаксаційної обробки на в’язкість руйнування сплавів молібдену

Висновки

Література

Вступ

Широке використання металів з ОЦК граткою та сплавів на їх основі значною мірою обмежено їх схильністю до крихкого руйнування. У багатьох попередніх дослідженнях було встановлено, що така властивість ОЦК-металів та сплавів на їх основі зумовлена існуванням різкої температурної залежності критичного напруження зсуву та впливом шкідливих окрихчуючих домішок. Водночас було показано, що особливості електронної будови цих сплавів зумовлюють як низьку розчинність елементів втілення у твердому розчині (особливо для елементів VIА групи), так і, навпаки, високу здатність до міжзеренної сегрегації, що додатково зумовлює окрихчення, пов’язане у багатьох випадках із переходом до міжзеренного руйнування. Основні шляхи боротьби з холодноламкістю було сформульовано у роботах школи В.І. Трефілова. Особливу увагу було приділено термомеханічній обробці, що дозволяє створювати наддрібнозернисті стани деформаційного походження. Така обробка цікава тим, що дозволяє як знизити температуру в’язко-крихкого переходу (Т_х), так і суттєво зміцнити матеріал. Були встановлені кількісні закономірності впливу різного типу структурних станів на положення Т_х та границі плинності.

У багатьох роботах були спроби зв'язати в'язкість руйнування матеріалів зі структурними параметрами (розмір зерна, об'ємна частка й розмір часток другої фази та ін.) і звичайними механічними властивостями (границя плинності, показник деформаційного зміцнення й ін.). Відзначимо серед них роботи О.М. Романіва, В.С. Іванової, Л.Р. Ботвиної, А.Я. Красовського, Дж. Герланда, Г. Хана, Т. Екоборі та ін. Проте робіт, спрямованих на з’ясування впливу структури на тріщиностійкість такого класу матеріалів, було виконано відносно небагато. Разом з тим стало зрозуміло, що єдина теорія структурної чутливості в'язкості руйнування в широкому діапазоні температур не може бути побудована у зв'язку зі зміною мікромеханізмів руйнування. Саме ця обставина не враховувалася в більшості попередніх робіт, які, по суті, обмежувалися дослідженням впливу параметрів структури на механічні властивості матеріалів в межах температур, де проявлявся один з можливих мікромеханізмів руйнування. В той же час у попередніх роботах В.І. Трефілова, Ю.В. Мільмана, С.О. Фірстова та ін. були встановлені деякі закономірності впливу структури (у тому числі й дислокаційної субструктури) на положення температури в’язко-крихкого переходу. Було встановлено, що метали з ОЦК граткою й сплави на їх основі виявляють, напевно, самий повний набір можливих мікромеханізмів руйнування залежно від структури, складу й умов випробувань. Крім того, вони відрізняються самим широким температурним інтервалом в’язко-крихкого переходу. Так, у молібдені цей інтервал може скласти 400-500 ^оС. Із цієї причини вони являють собою привабливий об'єкт для дослідження впливу структури на особливості руйнування, оскільки в кожному температурному інтервалі нижче , вище  й усередині інтервалу переходу можливо встановлення чітких закономірностей для кожного з можливих мікромеханізмів руйнування та їх зміни. Важливою є робота В.І. Трефілова, С.О. Фірстова й О.Д. Васильєва, в якій була запропонована узагальнена схема зміни механізмів руйнування на основі так званої енергетичної концепції.

1 Теоретичні дані

Розглянуто сучасні уявлення про характеристики тріщиностійкості матеріалів - g_ефф, G_1C=2g_ефф, K_1C. Проаналізовано роботи, присвячені вивченню впливу температури та структури на тріщиностійкость. Особливу увагу приділено роботам, у яких встановлено зв’язок тріщиностійкості з іншими механічними властивостями (зокрема, з границею плинності та напругою руйнування) та деякими параметрами структури. Відзначено особливий внесок в цю проблему українських вчених, зокрема, О.М. Романіва, А.Я. Красовського та Ю.Я. Мешкова.

Аналіз літературних даних дозволив зробити висновок, що існує велика різноманітність напівемпіричних формул, які певною мірою суперечать одна одній. Узагальнюючи отримані вирази, можна записати, що К_1с~, де a може бути як позитивною, так і негативною величиною. А саме, наприклад, згідно критерію критичної деформації:

 (1)

а згідно критерію критичної напруги:

 (2)

Це протиріччя було з’ясовано в роботі В.І. Трефілова з співавторами, які звернули увагу на те, що у виборі між залежностями типу (1) та (2) треба враховувати мікромеханізм руйнування. Авторами роботи була запропонована енергетична концепція зміни механізмів руйнування в залежності від температури. На прикладі ОЦК-металів із урахуванням робіт В.В. Рибіна показано, що в залежності від температури випробувань може бути реалізовано практично повний спектр існуючих мікромеханізмів руйнування. Відзначено, водночас, що робіт, присвячених вивченню впливу структурних параметрів та температури на в’язкість руйнування ОЦК-металів, існує обмежена кількість, та не завжди в них враховується конкретний мікромеханізм руйнування.

Відзначені останні дослідження, пов’язані зі спробами моделювання в’язко-крихкого переходу та поведінки в’язкості руйнування в інтервалі в’язко-крихкого переходу (С. Дж. Робертс, П.Б.Хірш, М. Танака, С. Наронха).

На підставі літературного огляду зроблено висновок про необхідність систематичного дослідження впливу структурних факторів і, зокрема, розміру зерна на мікромеханізми та в’язкість руйнування у широкому діапазоні температур.