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助于沉淀物的重溶厚壁不锈钢管低频循环软化的速率较大

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-18  浏览次数:0 选择视力;ど:

[摘要]中华不锈钢网社会各界报道:厚壁不锈钢管裂纹起始机理按照基本观点,重要的是不仅要找出疲劳裂纹产生的部位,还要找出裂纹是怎样

中华不锈钢网社会各界报道:厚壁不锈钢管裂纹起始机理按照基本观点,重要的是不仅要找出疲劳裂纹产生的部位,还要找出裂纹是怎样开始的。需要这种知识,才有可能提出某些办法,以阻止或延缓裂纹的开始。我们可以提出这样的问题:是否存在着微观的预裂纹损伤?厚壁不锈钢管有无只形成一条裂纹的材料就导致系统破坏的微观机理?在以下各段中将提出一些已有的资料,并试图对这些问题的解答加以讨论。
  
  透射电子显微镜,曾经广泛用于观察出现裂纹前的滑移带中的范性形变产物。将滑移中的位错结构与周围基体结构进行比较时,前者代表较高的应变幅或硬化后期;厚壁不锈钢管出铜在这方面的情况,并示出被基体中密集的位错块所包围的滑移带内的完整的胞状墙。图9示出纯铝在更早期的发展情况,图中将厚壁不锈钢管表面的位错结构与表面的滑移带外形作了比较。在这种情况下,一些刃型位错簇(偶极子)集中在这些滑移带内。在基体处于较低的硬化状态时,为什么范性形变还要在这些滑移带内继续进行?这是个尚未解决的耐人寻味的问题。
  
  中华不锈钢网社会各界报道:在最后几个循环中,宏观裂纹突然成长以前,疲劳的进展在肉眼下是隐蔽的和不易显现出来的。这一观察在早期便得出了累积疲劳“损伤”概念,即在无特征的寿命期间,通过累积最后达到材料的迅速断裂。早期的金相观察发现,厚壁不锈钢管损伤主要包含着一些微观裂纹的成长,但同时材料在疲劳过程中亦在普遍衰减。虽然疲劳引起材料衰减的个别实例的确存在,但是疲劳失效最常见的形式还仅仅是由裂纹的起始和成长一直到静力失效为止。在大多数情况下,不带裂纹的材料仍然和新的一样。
  
  所有以上讨论并不是说,施加疲劳应力不改变材料的硬度。但是,我们要将硬化或软化或这两者与一般所谓厚壁不锈钢管结合键的衰减加以区别。
  
  在任何“正常行为”的疲劳失效中,可以确定出一般的程序;即是说,一个原来处于某种程度的硬化状态的厚壁不锈钢管,当承受均匀的循环载荷时,根据材料、载荷振幅和温度的不同,将被进一步硬化或软化。假使由于试样外形造成应力集中,这种硬化/软化将不是均匀的,并在应力的最高点处更为强烈。对于某些厚壁不锈钢管,经过几次循环后硬化/软化就达到“饱和”,并在整个寿命期间不再出现总体的变化。而对另一些材料,硬化/软化则一直进行到最终失效为止。对于许多材料,假使其对应温度(T/Tm,)小于0.5左右时(Tm-熔化温度),时间对范性形变的影响可以忽略不计。
  
  中华不锈钢网社会各界报道:这些长程序应力的回复,会减少厚壁不锈钢管滑移的机械可逆性,并产生另一些位错亚结构;频姆稚⑹怯刖植垦酚Ρ溆不⒋娴。这种硬化是通过位错密度的增加对流变应力的作用;最后,位错结构伴随着应变硬化的饱和而达到平衡。这种平衡结构的间距是重要的,它可能控制着起始疲劳开裂的尺度,这一点将在下面进行讨论。曾经认为,在应变硬化(软化)饱和时,位错运动在亚结构的范围内可能是可逆的,这种可逆性可用Bau schinger效应加以解释。因此,温度与时间对循环形变的主要影响是促进波纹状滑移,导致出现一种较均匀的位错结构和减小可逆性滑移的尺度。
  
  循环应变软化,是原始冷加工的单相材料和许多重要工业沉淀硬化合金的特征。在一些钢、铁一碳钛和镍基高温合金,曾经发现软化,在这些厚壁不锈钢管中是由于滑动的位错将沉淀物质点切断所致。切断质点,要求沉淀相与基体有足够的共格,在界西上积累足够大的应力以便穿透。因此,平面滑移有助于循环应变软化,其作用明显的是使循环滑移不断集中。曾经认为,局部循环滑移位移可能将沉淀物质点碎化到它们被溶解到基体中,并形成象在铁一碳合金中发现的那种无沉淀物的通道。然而,在厚壁不锈钢管中,这些带的来源仍然是有争议的。高温与时间有助于沉淀物的重溶;在一种镍基高温合金中,在同样范性应变范围内曾经发现,低频循环软化的速率较大。
  
  在中等高温下,例如在低于最终时效阶段的温度进行热处理时,往往出现循环应变时效,并经常伴随着锯齿型的屈服现象(Portevin-LeChatelier效应)。厚壁不锈钢管的循环应变时效硬化,逐渐地用沉淀使滑移带不起作用,并迫使滑移转移到相邻面上,而不是减少滑移的尺度或改变滑移的特征。相反,原始存在的非共格沉淀物,显着地减少平均自由滑移距离,并提高循环应变硬化速率。中华不锈钢网社会各界报道

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