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3.1蠕变初期Mg的行为 蠕变刚开始一段时间内,在外应力的作用下,原始热处理后已产生的Mg在晶界的富集 可以发生再分布。在低温打断的沿晶断口上测出,Mg和S的品界含量都是先降低,再随蠕变 时间延长而重新富集到蠕变孔祠中去(图5、6)。这种变化可能由下列过程来实现。 (1)Mg原子的半径较大,在晶界应力集中的作用下,Mg可能向晶内均匀化扩散。 (2)Mg受压应力的晶界向受拉应力的晶界发生迁移。发生Herring一Nabarro蠕变(扩 散蠕变),这是一种由应力梯度引起的空位扩散流造成的蠕变,使物质流向垂直于应力轴的 晶界,使Mg的分布发生变化。在低温打断时,断裂很可能沿较弱的低Mg的晶界进行,因 此,未能测到有Mg高度富集的晶界。 (3)Mg和S具有很大的亲和力,两者同在晶界富集,在应力的催化作用下很可能发生反 应形成细小的MgS。 (4)Mg和S都是强表面活性元素,当出现蠕变孔洞核心时(包括亚临界孔洞核心),由 于孔洞表面为无应力状态,它们很快向孔洞表面偏聚。随时间的延续,表面析出的Mg与S会 不断增加,这正是我们在AES分析时所观察到的。 3.2Mg进入孔洞表面以后对孔洞长大的影响 由表3所示,含Mg合金的蠕变各阶段都延长了。其中蠕变第Ⅱ阶段的延长显然与Mg对 蠕变过程早期的蠕变孔洞的形成与长大有关。 一般孔洞的生长可以按扩散机制或局部塑性变形机制进行)。三向应力状态、高应力 指数和孔洞尺寸大的均有利于局部塑性形变生长机制〔5),相反,单轴应力、低应力指数和 孔洞尺寸小的均有利于扩散生长机制。显然,塑性形变机制控制的孔洞生长只有在断裂之前 孔洞间发生连接时才可能是重要的。因此,我们首先分析Mg对扩散性孔洞长大影响。关于 孔洞的扩散性长大已有许多理论描述,一般认为,孔洞形状受表面扩散系数和晶界扩散系数 相对大小的影响。当表面扩散成为孔洞生长的控制环节时,孔洞呈裂纹形状〔6~8〕,在本实验 条件下,的确看到这种裂纹状孔洞是占主要地位(图9),因此证实在本实验条件下表显扩 3gum 图9裂纹状奶变孔洞 Fig.9 Crack-like creep cavites ·42·它 蛾变初 期 的行 为 蠕变 刚开 始一段 时 间 内 , 在外应力的作用下 , 原始热处理 后 已产生 的 在晶界 的 富 集 可 以发 生再 分布 。 在低温打 断的沿 晶断 口 上 测 出 , 和 的晶界含量都是先 降低 , 再随蠕变 时间延长而 重新富集到 蠕变孔洞 中去 图 、 。 这 种变化可能 由下 列过程来实现 。 原子 的半径较大 , 在晶界应力集 中的作用 下 , 可能 向晶 内均匀化 扩散 。 受压 应 力 的晶界 向受拉 应 力 的晶界发 生迁 移 。 发 生 一 。 蠕变 扩 散蠕变 , 这是一 种 由应力梯度 引起 的空 位扩散流 造成 的蠕变 , 使物质流 向垂直 于应 力轴 的 晶界 , 使 的分布发 生变化 。 在低温打断时 , 断裂 很可能沿 较弱 的低 的 晶 界 进 行 , 因 此 , 未能 测到有 高度 富集 的晶界 。 和 具有很大 的亲 和力 , 两者 同在晶界富集 , 在应 力的催化作用下 很可能发生反 应形成细小 的 。 和 都是强 表 面活性元素 , 当 出现蠕变孔洞核心时 包括亚临界 孔洞核心 , 由 于孔洞表面 为无应 力状 态 , 它 们很快 向孔洞表 面偏聚 。 随时 间 的延续 , 表面析 出的 与 会 不断增加 , 这正是我们 在 分析 时所观察到 的 。 进 入孔 洞 表 面 以后对孔 洞长大 的 影 响 由表 所 示 , 含 合金 的蠕变 各阶段 都延长 了 。 其 中蠕变 第 亚 阶段 的延长显然 与 对 蠕变过程早期的蠕变 孔洞 的形 成与 一 长大有关 。 一般孔洞 的生长可 以按扩 散机制或 局部塑性变形 机制进行 〕 。 三 向应 力状 态 、 高应 力 指数和 孔洞尺 寸大 的均有 利于局 部塑性形变生长机制〔 〕 , 相反 , 单轴应力 、 低应 力指数和 孔洞尺寸小 的均有利于扩散生长机制 。 显然 , 塑性形变机制控制 的孔洞生长只有在断裂之前 孔洞 间发 生连 接时才 可能是重要的 。 因此 , 我 们首先分析 对扩散性孔洞 长大影 响 。 关 于 孔洞 的扩散性长大 已有许多理论描述 , 一般认为 , 孔 洞形状受表 面扩散系 数和 晶界 扩散系数 相对大小 的影响 。 当表面扩散成为孔洞生长的控制环节时 , 孔洞呈裂纹形状 一 〕 , 在本实 验 条件下 , 的确看到这 种裂纹状孔洞是 占主要地 位 图 , 因此证实在本实验 条件下表 显 扩 图 裂纹状蟠变孔洞 ’ 一
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