Scan011520102927

• •    '*'•» v<. - :

208 MATERIAŁY INŻYNIERSKIE

O

o

o

oO^o

o

\

o oO

i.

Granica ziarna działająca jak kanał o szerokości 6

05r © ‘°G©<ro ^

o>

____OOO

'©OOOOOO

2 średnice atomowe

T ^łT- T. ■•.'p    > •'*

•¹ W . •* **.-*-.¹ •*    •*

.pspż * .w ***

».ł wSł »..v‘ł»    ..."

■»v.    r

■Ar&&

Vftc • * i• *

* •    *v • .

.V

Rys. 18.8. Dyfuzja po granicach ziarn

•M%WsgZ

• . JT. rHMKS KŁ T *•! </ *.*!•* .Bi

Linia dyslokacji działająca jak kanał o przekroju (2b)²

* w. .uo i • J/7*. • V .

¹, /•*>*& ? ¹ • • -.    ^;>3

•Sdr •Vr.y;?L|r>

r    •/£.*

.«    •* c*» i ■»., r.Ww-u'..

.... *. f ’ *■ •■    #    ►

V. fi

v-

Rys. 18.9. Dyfuzja wzdłuż linii dyslokacji

, 6*1

t **V

W rozdziale 19 dowiemy się, jak zagadnienia dyfuzji rozważane w tym rozdziale, mogą być zastosowane do wyjaśnienia zjawiska pełzania.

Literatura uzupełniająca

P.G. Shewmon: Diffusion in Solids. McGraw Hill, 1963.

WD. Kingery: lntroduction to Ceramics. Wiley, 1960, rozdz. 8.

G.H. Geiger i DR. Poirier: Transport in Metallurgy. Addison-Wesley, 1973, rozdz. 13. C.J. Smithells: Metals Reference Book. 5th edition, Butterworths, 1976 (współczynniki dyfuzji).

Literatura uzupełniająca w języku polskim

S. Mrowec: Teoria dyfuzji w stanie stałym. PWN, 1989.

Z. Jarzębski: Dyfuzja w metalach i stopach. Wyd. Śląsk, 1987.

K. Przybyłowicz: Metaloznawstwo teoretyczne, rozdz. 8. Dyfuzja w stanie stałym. Skrypt Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków, 1985.

Rozdział 19

MECHANIZMY PEŁZANIA I MATERIAŁY

ODPORNE NA PEŁZANIE

Wprowadzenie

W rozdziale 17 wykazaliśmy, że materiał znajdujący się pod obciążeniem w wysokiej temperaturze podlega pełzaniu. Znaczy to, że odkształca a<₍ w sposób ciągły i trwały, pod obciążeniem, które jest mniejsze od naprężenia wywołującego trwale odkształcenie lub płynięcie materiału w tradycyjnei próbie rozciągania lub ściskania. Aby zrozumieć, jak można wytwoizyi materiał bardziej odporny na odkształcenie i pękanie w wyniku pełzania musimy najpierw zrozumieć jak przebiega pełzanie w skali atomowej, to /na czy musimy zidentyfikować i zrozumieć mechanizmy tego procesu.

Rozróżniamy dwa mechanizmy pełzania: pełzanie dyslokacyjne (spełnia jące potęgowe prawo pełzania) oraz pełzanie dyfuzyjne (dające liniowo lepka pełzanie). Szybkość w obu tych mechanizmach jest zwykle zależna od wanm ków dyfuzji, czyli spełnia równanie Arrheniusa. Dyfuzja osiąga mici/.ilnc rozmiary w temperaturze około 0,37^, dlatego materiały zaczynają pel/a< powyżej tej temperatury.

Mechanizmy pełzania: metale i ceramiki

Pełzanie dyslokacyjne (spełniające potęgowe prawo pełzania)

Jak stwierdziliśmy w rozdz. 10, gdy materiał krystaliczny jest odkształcamy plastycznie, naprężenie, wymagane do wywołania uplastycznienia, musi być na tyle duże, aby dyslokacje (a) pokonały opór sieci krystalicznej i (b) pokonały opór przeszkód (np. atomy tworzące roztwór stały, wydzielenia nie rozpuszczonych domieszek lub inne dyslokacje). Dyfuzja atomów mo/e sprzyjać ''uwolnieniu" dyslokacji od przeszkód na ich drodze, a ruch tych uwolnionych dyslokacji pod wpływem przyłożonego naprężenia jest źródłem pełzania dyslokacyjnego.