Высокотемпературная малоцикловая усталость порошковых жаропрочных сплавов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Высокотемпературная малоцикловая усталость порошковых жаропрочных сплавов

28.01.2020

Общие замечания. Обсуждение вопросов, связанных с малоцикловой усталостью жаропрочных сплавов, в данной книге по необходимости ограничивается областью их применения в качестве материалов для турбинных дисков авиационных двигателей, работающих только в среднем интервале температур. Малоцикловая усталость является также важным фактором, определяющим срок службы турбинных лопаток, которые работают в области высоких температур. Однако из-за ограниченного числа исследований, описать особенности усталостных свойств порошковых жаропрочных сплавов в высокотемпературном интервале не представляется возможным.

Для того чтобы материал мог быть применен в производстве турбинных дисков, он должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Изменение размеров детали в процессе службы не должно превышать некоторой критической величины, чтобы не возникали сложности при сборке узла после контрольного осмотра. Поэтому следует выбирать материалы с достаточно высокой длительной прочностью.

2. Диск должен выдерживать без разрушения перегрузки, связанные с превышением номинальной скорости вращения. Работоспособность диска, не имеющего значительных дефектов, определяется величиной возникающих тангенциальных напряжений и пределом текучести материала. При наличии трещин и подобных дефектов сопротивление диска разрушению в результате потери устойчивости определяется геометрией трещины, величиной напряжений в направлении, перпендикулярном к плоскости ее распространения, и вязкостью разрушения материала.

3. Диск должен выдерживать — 1000—10000 знакопеременных циклов нагружения. Обычно фактором, определяющим срок службы диска, считают малоцикловую усталость, которая, в связи с этим, подробно изучена для многих дисковых сплавов. Число циклов до разрушения определяется двумя стадиями усталостного разрушения: стадией зарождения трещин определенного размера, порядка 0,8 мм и стадией роста трещин под действием циклических нагрузок.

Температурно-временные условия работы диска оказывают существенное влияние на число циклов до разрушения.

Оценка срока службы диска, полученного из порошкового жаропрочного сплава, равно как и из любого другого материала, требует знания условий нагружения всех ответственных частей ротора. Чтобы определить локальные напряжения и деформации, необходимо:

1) определить геометрию ротора;

2) установить характерный режим полета (взлет, подъем, посадка и т. п.) и определить соответствующую этому режиму скорость вращения ротора;

3) определить распределение температур в диске как функцию времени для режима полета, выбранного в п. 2;

4) провести анализ напряженного состояния на основе модели упругопластичного тела. Напряжения и деформации должны определяться с учетом законов изменения со временем скорости вращения ротора и распределения температур. Поскольку срок службы лимитируется неупругими деформациями некоторых частей ротора, анализ должен быть нелинейным. Его проводят с помощью метода конечных элементов, применяемого к модели упругопластичного тела, или сочетая линейный анализ с подходом, который разработал Ньюбер.

Расчеты, выполненные для дисков разных типов, показывают, что основная часть диска деформируется упруго. Однако вблизи концентраторов напряжений, таких как отверстия под болты и каналы охлаждения, напряжения превосходят предел текучести. Поскольку эти области окружены упругим материалом, во время цикла нагружения они испытывают циклические пластические деформации величиной примерно до 1%. Полное описание изменения напряженного и деформированного состояния в заданной точке потребовало бы моделирования большого числа циклов воздух — земля. Поскольку материалы, о которых идет речь, в значительной мере обладают циклической стабильностью, обычно при анализе ограничиваются одним циклом. Часто для сокращения длительности испытаний и объема вычислений реальную кривую нагружения, отражающую поведение критического элемента диска во время цикла воздух — земля, упрощают, заменяя небольшим числом нагружений с выдержкой и без выдержки под нагрузкой. Анализ распределения напряжений и температур показывает, что время выдержки должно играть важную роль по отношению к кромке диска, где развиваются высокие температуры, достигающие 650 °С, и менее существенно для его центральной части.

Чтобы оценить срок службы диска или сравнить различные дисковые сплавы по служебным характеристикам, проводят лабораторные испытания, при которых усталостная долговечность деталей, имеющих надрезы (концентраторы напряжений), оценивается по долговечности небольших гладких образцов, подвергнутых циклическим деформациям, равным по величине деформации материала у основания надреза (испытания на малоцикловую усталость при контролируемой деформации). Высокотемпературную малоцикловую усталость можно также оценить в испытаниях с контролируемой нагрузкой или напряжением. В условиях низкочастотного нагружения при повышенной Г, при которых преобладает термическая усталость, ведущим механизмом деформации является ползучесть. В этом случае напряжение может считаться основным параметром, определяющим поведение материала. Хотя величина напряжения в образце не может точно характеризовать условия нагружения и напряженное состояние турбинного диска, испытания на малоцикловую усталость при контролируемом напряжении нередко используются также и для среднего интервала температур. Отчасти это объясняется историческими причинами, но кроме того обусловлено относительной простотой проведения опытов.

Величина среднего напряжения может оказывать существенное влияние на усталостное поведение материала. Среднее напряжение обычно характеризуют коэффициентом асимметрии R(R=omin/omax) или A(A=oa/om), где оmax, omin, oa иom — соответственно, максимальное напряжение, минимальное напряжение, амплитуда напряжений и среднее напряжение. R=—1 (A = 00) соответствует симметричному циклу с нулевой средней нагрузкой, тогда как R=0 (A=1) описывает цикл, включающий лишь растягивающие напряжения. При испытаниях на малоцикловую усталость с контролируемой деформацией ситуация оказывается более сложной. Величина R здесь определяется отношением минимальной деформации к максимальной:
Высокотемпературная малоцикловая усталость порошковых жаропрочных сплавов

На рис. 5.28 представлен ряд кривых напряжение — деформация, построенных для случая R=O при разной величине полной деформации. В области малых деформаций среднее напряжение оказывается большим, в то время как при больших деформациях среднее напряжение приближается к нулю.

Это означает, что при заданной величине средней деформации среднее напряжение является, вообще говоря, функцией полной деформации. Только при R=—1 среднее напряжение и средняя деформация одновременно равны нулю.

Для простоты испытания в большинстве случаев проводят при симметричном цикле деформации и нулевом среднем напряжении при постоянных амплитуде и температуре. Дополнительно для выявления эффектов, зависящих от времени, проводят усталостные испытания с выдержкой под нагрузкой. Прогноз срока службы детали в реальных условиях ее эксплуатации требует привлечения моделей, адекватно описывающих влияние неустановившихся температурных режимов и сложных переменных нагрузок.

Зарождение трещины. Кривые усталости строят в двойном логарифмическом масштабе в координатах степень деформации (амплитуда) — число циклов N f (или число перемен знака нагрузки 2Nf) до разрушения. Такая кривая схематически показана на рис. 5.29.

Амплитуда деформации может быть разложена на пластическую и упругую компоненты, исходя из установившейся кривой гистерезиса. Тогда полная деформация будет суммой пластической и упругой деформаций. Кривые, соответствующие пластической и упругой составляющим деформации, можно апроксимировать прямыми линиями, пересекающими ось ординат в точках ef' и of'/E соответственно. Первая величина представляет собой усталостный коэффициент пластичности, а вторая — отношение усталостного коэффициента прочности к модулю упругости. Тогда общая амплитуда деформации может быть представлена в виде суммы амплитуд упругой и пластической деформации:

где b и с — константы материала. Это простое соотношение помогает понять влияние характеристик материала на его выносливость при испытаниях на высокотемпературную малоцикловую усталость. При больших степенях деформации более высокое число циклов до разрушения (при заданной амплитуде деформаций) или большие амплитуды деформации (при заданном числе циклов) достигаются в более пластичных материалах, а при малых степенях деформации более выносливыми оказываются более прочные материалы. Предел прочности и характеристики пластичности, как правило, находятся между собой в обратной зависимости; поэтому при средней величине деформации следует ожидать пересечения усталостных кривых двух материалов, имеющих различную прочность.

Важно помнить, что малоцикловая усталость при повышенных температурах представляет собой зависящий от времени процесс. Именно временной зависимостью таких явлений, как окисление и ползучесть, объясняется заметное уменьшение числа циклов до разрушения с ростом T (рис. 5.30). Кратковременные механические свойства, такие как предел текучести, предел прочности и относительное удлинение, остаются при этом практически постоянными.

Чтобы лучше понять поведение порошковых жаропрочных сплавов при малоцикловой усталости, кратко рассмотрим вопрос о влиянии микроструктуры и окисления на механизм зарождения трещин. Исходя из промышленной практики и современных тенденций в области проектирования дисков, критерием зарождения трещины обычно считают образование поверхностной трещины длиной 0,8 мм. Обзор механизмов образования трещин дан в работах Уэллса, Гелла и Леверанта. Последний по времени обзор, в котором вопрос специально рассмотрен применительно к жаропрочным сплавам, опубликован US National Materials Advisory Board. Процесс зарождения усталостной трещины можно рассматривать как состоящий из трех стадий: 1) образование микротрещин, т. е. первых фиксируемых с помощью микроскопа трещин; 2) объединение независимо образовавшихся микротрещин, приводящее к появлению более крупной, способной распространяться трещины; 3) рост отдельной крупной трещины до ~0,8 мм (по поверхности образца).

Существуют различные механизмы образования микротрещин: зарождение трещин в линиях скольжения, зарождение под влиянием окисления, кавитация.

При относительно низких температурах микротрещины образуются в линиях скольжения, возникающих при неоднородном сдвиге. Этому способствует окисление материала в области линии скольжения при T<800 °С. Скорость образования микротрещин в линиях скольжения пропорциональна размеру зерна. С уменьшением размера зерна (в частности, в порошковых жаропрочных сплавах) уменьшается величина смещения, обусловленная каждым отдельным актом сдвига, что и приводит к замедлению процесса образования трещин. Если в материале присутствуют дефекты, например, твердые частицы избыточных фаз (карбидов) и поры, то эти дефекты будут контролировать зарождение трещин.

При повышенных температурах скольжение носит более однородный характер; усталостные трещины могут распространяться как по телу зерна в плоскости, перпендикулярной оси напряжений, так и вдоль межзеренных границ. На рис. 5.31 схематически показана диаграмма возможных путей распространения трещин в сплаве U 700 , отображающая влияние частоты нагружения на механизм разрушения и локализацию областей зарождения трещин. При Т<0,5 Tm преобладает транскристаллитное разрушение. При Т больше 0,5 Tm оно сменяется межкристаллит-ным. С уменьшением частоты граница между этими видами разрушения смещается в сторону более низких температур, так как при этом возрастает роль зависящего от времени окисления межзеренных границ.

Ускоряемое окислением межзеренное разрушение особенно ярко выражено в условиях, когда для окислительного охрупчивания границ имеется достаточно времени. Рэй предложил модель процесса образования зернограничных пор. Он показал, что зернограничное проскальзывание вблизи вершины трещины приводит к концентрации напряжений у расположенных на границе выделений и в дальнейшем — к образованию поры. При очень малых скоростях деформации происходит релаксация напряжений около частиц путем ползучести, что замедляет порообразование, которое при более высоких скоростях деформации вызывает усталостное разрушение.

В реальных условиях работы диска стимулируемое окислением межзеренное разрушение происходит гораздо быстрее, чем внутреннее порообразование в объеме материала.

Объединению микротрещин до настоящего времени уделялось мало внимания, хотя на этот процесс может приходиться большая часть времени до разрушения. Недавними исследованиями Шелдона и др. показано, что ростом крупных и мелких трещин управляют по существу одни и те же механизмы (при соответствующих величинах коэффициента интенсивности напряжений). Различие заключается в их статистическом поведении в присутствии таких сдерживающих рост трещины барьеров, как границы зерен.

Объединение межзеренных микротрещин происходит преимущественно на границах, ориентированных перпендикулярно к максимальному растягивающему напряжению. Качественно этот процесс можно сравнить с коррозионным растрескиванием под напряжением в водной среде. Его механизм может быть объяснен на основании кинетики формирования оксидной пленки. Остановка трещины, возможная при комнатной Т, в среднем интервале температур не наблюдается.

Влияние T и микроструктуры на малоцикловую усталость. Как мы уже упоминали, время до разрушения при испытаниях жаропрочных сплавов на малоцикловую усталость быстро уменьшается с увеличением Т. Влияние микроструктуры на характер температурной зависимости времени до разрушения проявляется по-разному. На рис. 5.32 показаны четыре микроструктуры, полученные путем термообработки в малоуглеродистом порошковом сплаве Astroloy. Влияние T на величину времени до разрушения при одинаковой степени деформации 2,2% для этих микроструктур иллюстрируется рис. 5.33. При низких температурах влияние микроструктуры на малоцикловую усталость относительно невелико. Наибольшую выносливость проявляют материалы, содержащие мелкодисперсную у'-фазу и имеющие оптимальный предел прочности. Выше 0,55 Tm наблюдается переход от низкотемпературного транскристаллитного разрушения к высокотемпературному межкристаллитному.

С точки зрения микроструктуры это означает, что разрушение контролируется уже не прочностью матрицы, а прочностью межзеренных границ. Как выделения карбидов типа М23С6, так и находящиеся на границах частицы первичной у'-фазы затрудняют зернограничное проскальзывание. Наилучшие результаты дает микроструктура I, в которой зерна имеют слегка волнистые (пилообразные) границы.

Следует отметить, что распространение результатов, представленных на рис. 5.33, на другие сплавы и другие условия испытания требует определенной осторожности. Это подтверждают данные, полученные на сплаве IN 718 (рис. 5.34). При больших значениях полной деформации время до разрушения уменьшается с ростом Т. Однако если полная деформация мала, что соответствует большому числу циклов до разрушения, то эта тенденция сменяется обратной, и при некоторой средней T (соответствующей данной степени деформации) на температурной зависимости времени до разрушения наблюдается пик.

Влияние микроструктуры на долговечность материала при испытаниях с контролируемым напряжением (R=0) подобно ее влиянию на прочность при растяжении. Число циклов до разрушения сплава AP1 (порошковый Astroloy) при 600 °C можно увеличить следующими способами:

1) повышая T термообработки на твердый раствор (рис. 5.35) и увеличивая, тем самым, количество выделяющейся впоследствии у'-фазы;

2) повышая скорость охлаждения с T обработки на твердый раствор, т. е. увеличивая объемную долю мелкодисперсной у'-фазы;

3) создавая в материале ожерельчатую структуру, более стабильную, чем грубозернистая структура, формирующаяся в результате ГИП.

Эти ограниченные данные позволяют сделать вывод о том, что решающее значение имеет оптимизация усталостных свойств в среднем интервале температур, где происходит переход одного вида разрушения в другой. Разные сплавы, имеющие разные температуры плавления и микроструктуру, по-разному ведут себя в этой температурной области.

Высокотемпературная малоцикловая усталость различных порошковых жаропрочных сплавов. Средний интервал температур для жаропрочных сплавов 600—750 °С. В этой области наибольшую долговечность в зависимости от состава сплава может обеспечивать как микроструктура, оптимальная с точки зрения низкотемпературных механических свойств, так и микроструктура, благоприятствующая высокой прочности при повышенных температурах.

Хотя число публикаций, посвященных испытаниям на малоцикловую усталость порошковых жаропрочных сплавов велико, делать на основе этих данных общие выводы трудно, так как условия испытаний разных сплавов нередко различны. В табл. 5.9 приведены результаты ряда позднейших исследований малоцикловой усталости порошковых жаропрочных сплавов. Применяемые виды испытаний можно разделить на две группы. С одной стороны, это испытания в условиях контролируемой деформации или контролируемого напряжения (при R=O или R=-1) порошковых жаропрочных сплавов с обычным распределением дефектов, связанных с условиями получения порошка, с другой — модельные испытания, при которых в образце искусственно создаются поры или включения и исследуется их влияние на высокотемпературную малоцикловую усталость.

Малоцикловая усталость различных жаропрочных сплавов при 650 °C. Для ряда порошковых сплавов были проведены испытания на малоцикловую усталость при контролируемой деформации при R=-1 и R=0, частоте нагружения 0,33 Гц и выдержке под напряжением 15 мин.

Рис. 5.36 позволяет сравнить усталостные свойства семи сплавов, испытанных на малоцикловую усталость в условиях контролируемой деформации (Re=-1 ; и v=0,33 Гц, 650 °C). На рисунке показаны зависимости между полной деформацией и величиной N5 (число циклов деформации, приводящее к снижению нагрузки на 5%). При больших степенях деформации, соответствующих малому числу циклов, кривые располагаются в определенном порядке, который при переходе в область малых деформаций и большого числа циклов изменяется почти на обратный. Аналогичные кривые получены при R=0 и выдержке под растягивающим напряжением в течение 15 мин. Результаты усталостных испытаний при большой величине полной деформации (Aet=2%, T=650 °С) достаточно хорошо коррелируют с пластичностью при растяжении (рис. 5.37), если учесть, что условия термомеханической и термической обработки сплавов были различными. В области же большого числа циклов наблюдается корреляция с пределом прочности (рис. 5.38). Поскольку предел прочности и пластичность при растяжении связаны между собой линейной зависимостью, выбор параметра корреляции представляется несколько произвольным, но он подтверждается соотношением Мэнсона—Коффина (5.2). Средняя деформация, как выяснилось, не оказывает заметного влияния на результаты испытаний, тогда как среднее напряжение влияет существенно, особенно в области малых деформаций, где оно велико. В этом случае число циклов до разрушения оказывается значительно меньше, чем при испытаниях в сопоставимом диапазоне деформаций, но с нулевым средним напряжением.


Пятнадцатиминутная выдержка под растягивающим напряжением в течение каждого цикла заметно уменьшает число циклов нагружения, которое выдерживает данный сплав. Для ряда сплавов величина этого уменьшения (в процентах) указана в табл. 5.10 (полная деформация 1%). Объяснение этому явлению следует, по-видимому, искать в совместном влиянии ползучести, усталости и внешней среды. Один из факторов, обусловливающих падение усталостной прочности, связан с размером зерна. В мелкозернистых сплавах падение числа циклов более резкое, что свидетельствует об их повышенной чувствительности к механизмам разрушения, обусловленным границами зерен, в частности к окислению.

В табл. 5.10 указано также содержание Cr в сплавах, причем с его повышением наблюдается тенденция к менее резкому падению долговечности, что соответствует повышенной стойкости к окислению высокохромистых сплавов. Более подробно этот вопрос обсуждается дальше.

Описанные нами методы испытаний на малоцикловую усталость чрезвычайно полезны при качественном сравнении разных сплавов по их усталостным свойствам. Они, однако, не дают количественного объяснения более сложных явлений взаимосвязи меаду усталостью (как при нулевом, так и при отличном от нуля среднем напряжении) и ползучестью. Оценить долговечность детали в условиях этой сложной взаимосвязи помогают специально разработанные методы прогнозирования числа циклов до разрушения. Некоторые из этих методов уже были применены для обработки результатов испытаний на малоцикловую усталость дисковых, в том числе порошковых, жаропрочных сплавов. К числу наиболее важных следует отнести методы разделения диапазонов деформации (SRP), частотного разделения (FS), модель Остергрена и модель скорости накопления повреждений. Было показано, что все модели позволяют с приемлемой точностью (ширина полосы рассеяния колеблется от 3,6 (FS) до 5,4 (SRP) предсказывать число циклов до разрушения при заданном сочетании усталости и ползучести. Используя усовершенствованную методику расчета, можно уменьшить ширину полосы рассеяния данных для модели SRP до 3,6.

Для подтверждения адекватности моделей с их помощью предсказывалось число циклов до разрушения при сложных условиях нагружения.

В общем случае все модели теряют силу, если условия, в которых находится материал, изменяются непредвиденным образом, например из-за присутствия крупных включений или пор. Учесть эти факторы можно лишь при соответствующем усложнении модели, которая должна включать описание процесса распространения трещин от статистически распределенных дефектов.

Влияние дефектов на малоцикловую усталость. Можно считать надежно установленным, что условия зарождения усталостной трещины в большой степени определяются дефектами микроструктуры. В порошковых жаропрочных сплавах существует два различных типа дефектов: 1) поры, обусловленные либо неполнотой протекания процессов уплотнения, либо захватом аргона в процессе распыления; 2) неметаллические включения (керамические частицы, попадающие в порошок из футеровки, или оксиды, образующиеся при распылении).

Отрицательная роль включений наглядно видна на рис. 5.39, где приведены кривые Вейбулла для сплава Astroloy, полученного путем ГИП порошков крупности —200 меш (1) и —80 меш (2). Более низкими усталостными свойствами обладает материал, полученный из крупного порошка, что может быть объяснено наличием в нем более крупных дефектов.

Анализ поверхности разрушения образцов после усталостных испытаний показывает, что существует некоторое переходное значение полной деформации, выше которого распространение усталостного разрушения начинается на поверхности или в близких к ней областях. Ниже этого значения местом зарождения усталостных трещин служат внутренние дефекты (рис. 5.40). Положение точки перехода зависит от состава сплава и характера распределения дефектов. Изменение локализации источников разрушения может быть объяснено следующим образом. При больших амплитудах деформации трещины зарождаются вблизи большей части дефектов уже после малого (по отношению к общей продолжительности испытания) числа циклов нагружения. Поэтому число циклов до разрушения будет в данном случае определяться процессом распространения трещин Трещины, расположенные на поверхности или вблизи нее, распространяются быстрее, чем находящиеся в глубине образца. Причина этого заключается в более высокой интенсивности напряжений, создаваемых поверхностной трещиной. Кроме того, на ее распространение влияет процесс окисления. При малых амплитудах деформации (ниже точки перехода) трещины зарождаются только у включений, имеющих малый радиус кривизны, где коэффициент интенсивности напряжений максимален.

Включения могут оказывать различное влияние на процесс зарождения трещин, при прохождении которых они либо отделяются от матрицы (декогезия), либо разрушаются. В первом случае форма включения определяет радиус у основания надреза, который обратно пропорционален числу циклов до зарождения трещины. Во втором случае, независимо от формы включения, образуется бесконечно острая трещина, а размер и расположение частицы определяют величину коэффициента интенсивности напряжений.

Яблонски вывел уравнение, определяющее концентрацию неметаллических включений, необходимую для зарождения трещины в поверхностном слое 3/2d (d — диаметр включения), поскольку в пределах этого слоя величина коэффициента интенсивности напряжений у включения, содержащего острую трещину, превышает его расчетное значение для частиц, расположенных на большей глубине:

где Wc — количество неметаллических включений в частях на миллион, pc и pm — плотности включения и матрицы, соответственно, l — длина рабочей части образца, ro — радиус образца. Уравнение определяет минимальную концентрацию неметаллических частиц, при которой в тонком поверхностном слое окажется одна частица.

Легко заметить, что для частиц малой плотности эта концентрация меньше, чем для высокоплотных. Кроме того, при малом размере частиц достаточно более низкой их концентрации, чтобы выполнялось условие обнаружения одной частицы в критическом слое, чем при большом. Однако отрицательное влияние более мелких частиц значительно меньше, чем крупных, так как они имеют более низкий коэффициент интенсивности напряжений. Когда усталостная долговечность определяется размером неметаллических включений, их концентрация должна быть не выше величины, определяемой по уравнению (5.3) (рис. 5.41). При комнатной T отрицательное влияние неметаллических включений не столь заметно, как в среднем диапазоне температур. Частицы Аl2O3 и SiO2 диаметром до 200 мкм не снижают усталостную долговечность порошкового сплава Astroloy. Более крупные частицы уменьшают долговечность главным образом при больших амплитудах деформации. Причина пониженной чувствительности к трещинам при комнатной T состоит в том, что, благодаря декогезии, эффективная длина трещины оказывается весьма малой (для частицы Al2O3 диаметром 150 мкм длина трещины составляет ~ 25 мкм). При повышенных же температурах (500—600 °С) в процессе испытаний на малоцикловую усталость происходит разрушение неметаллических частиц и образование острых трещин, длина которых равна диаметру частиц. В испытаниях на усталость при контролируемой деформации включения обычно понижают долговечность на 40—80% от исходной долговечности матрицы (в зависимости от степени деформации и размеров включения).

Влияние полукруглых частиц оксида алюминия и оксида магния разных размеров на усталостную долговечность сплава

MERL76 было изучено при 20 °C. Включения рассматривались как надрезы и как острые трещины. Показано, что модель острой трещины дает заниженную оценку долговечности и что включения ведут себя скорее как надрезы.

В отличие от этих дефектов, усадочные поры в литых никелевых жаропрочных сплавах (при 850 °C) могут вести себя подобно острым трещинам. Это значит, что они служат местом зарождения трещин, и, по-видимому, существенно снижают усталостную долговечность.

Остаточная и аргонная пористость в порошковом материале не столь резко понижает долговечность. Прежде всего это связано с формой пор, как правило сферических, тогда как неметаллические включения подобны пустотам эллиптической конфигурации. Хэркегард показал, что степень концентрации пластической деформации вблизи эллиптической поры значительно выше, чем около сферической. Кроме того, поры, образование которых обусловлено чаще всего захватом Ar при получении порошка, обычно слишком малы, чтобы их влияние, даже при большом количестве, оказалось определяющим. В порошковом сплаве Astroloy, полученном методом ГИП и имевшем остаточную пористость 1,4% (мелкие поры 0 2 мкм, расположенные на расстоянии ~20 мкм друг от друга), поры оказывали влияние на процесс зарождения трещин, способствуя увеличению доли межкристаллитного разрушения. При этом, однако, наблюдалось лишь незначительное снижение долговечности при 650 °C в области больших деформаций, пропорциональное уменьшению пластичности при растяжении. В то же время, присутствие поры 0 25 мкм приводило к падению долговечности на 60%. Наиболее важные результаты, полученные в рассмотренных нами работах, представлены в табл. 5.11.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: