температуры предела текучести
от. Точка пресечения линий 5ОТ и сгт
делит схему на две температурные области (соответственно левее и
правее точки пересечения): хрупкого и вязкого разрушения. Точка
пересечения линий соответствует критической температуре хрупкости
а'кр, ее называют температурой
хладноломкости.
Для металлов не существует
постоянной температуры перехода из вязкого состояния в хрупкое. Чем больше
скорость деформации и размеры зерен металла, тем выше температура
хладноломкости. Переход от вязкого к хрупкому состоянию происходит при
ударном нагружении. Увеличение количества примесей, особенно при их
скоплении на границах зерен, также способствует повышению
температуры перехода металла в хрупкое состояние.
Интеркристаллитное разрушение
при высоких температурах считают проявлением высокотемпературной
хрупкости (красноломкости), так как пластичность металлов в этом
случае заметно понижается. Причины ослабления границ зерен могут быть
связаны с выделением примесей или новых фаз по границам зерен, оплавлением
легкоплавких включений, межкристаллитным окислением. Уменьшить
склонность металлов к высокотемпературной хрупкости можно путем
измельчения зерен, поскольку в случае большой протяженности границ
интеркристаллитное разрушение затруднено.
Интеркристаллитная хрупкость
сплавов может проявляться при низких температурах. В основе этого
явления лежит специфическое состояние границ зерен, обеспечивающее
минимальную энергию разрушения металла вдоль границ. Основными
причинами интеркристал-литной хрупкости являются образование сегрегации
примесей на границах зерен, а также действие внутренних напряжений в
области границ, возникших в результате выделения избыточных фаз на
границах.
Примеси могут вызывать не только
интеркристаллитную хрупкость. При высокой плотности дислокаций
(декорированных примесями) внутри кристаллов, т. е. в случае
образования внутри-кристаллических сегрегации, проявляется
внутри-кристаллитная хрупкость. Такой механизм реализуется при
разрушении сплавов, предварительно подвергнутых нейтронному или
лазерному облучению.
Вследствие формирования в
процессе деформации кристаллографической и структурной текстур может
возникнуть анизотропия разрушения. Хрупкое разрушение наиболее опасно
при расслоении и 45-градусной хрупкости (названной так в связи с
распространением трещин под углом 45° по отношению к оси деформации). В
этих случаях разрушение локализуется по субграницам, в которых ранее
была локализована пластическая деформация. Расслоение возникает в
результате вязкого развития трещины вдоль субграниц слоистой ячеистой
дислокационной структуры с разориентировкой около 10°.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные виды разрушения
металлов.
2. Объясните механизмы
образования трещин.
3. Опишите случаи хрупкости металлов и сплавов.
