Двоякая роль

При сравнительно низких температурах и высоких напряжениях обычно превалирует упрочняющий эффект от границ зерен, тогда как при высоких температурах и низких напряжениях можно ожидать увеличения ползучести при измельчении зерна. Двоякая роль границ зерен отмечается и в процессе разрушения. При высоких температурах, когда интенсивно протекают миграция вакансий к границам и развитие вследствие этого микропор, являющихся потенциальными зародышами трещин, большая протяженность границ, соответствующая мелкозернистой структуре, ускоряет процесс разрушения. При сравнительно низких температурах, когда зарождение и развитие трещин определяются процессами скольжения дислокаций, а границы зерен являются препятствиями распространению трещин, мелкозернистая структура способствует торможению процесса разрушения.

Важнейшим фактором, повышающим жаропрочность сплавов, является дисперсионное твердение при выделении у-фазы N3(Al, T). Эффективность влияния упрочняющей фазы на жаропрочность зависит от объемной доли и степени дисперсности ее частиц. Авторы исследовали влияние на жаропрочность сплава ЭИ-437А величины зерна, а также числа частиц у-фазы в единице объема и среднего расстояния между этими частицами. Размер зерна регулировался изменением температуры нагрева под закалку в интервале 950-1200°С и длительности выдержки при указанных температурах (от 1 до 4 ч). Изменения объемной доли и степени дисперсности частиц у-фазы добивались, изменяя температуру и продолжительность старения в интервале 700-900°С. Исследование проводили на металле промышленной плавки.

Нагрев образцов до заданных температур испытания на жаропрочность осуществлялся за 3- 5 мин. Испытания проводились при 900°С и а= 13 кГмм2, а также при 700°С и различных напряжениях от 64 до 35 кГмм2. В качестве критериев жаропрочности были выбраны в первом случае величина деформации (удлинения), получаемой образцом за 15 мин испытания без разрушения, а во втором — время до разрушения. При 900°С и а=13 кГмм2 наибольшее развитие процесс ползучести получил у образцов с мелкозернистой структурой (испытанию подвергали образцы после закалки, без старения): при среднем диаметре зерна около 22 мк удлинение за 15 мин превышало 6%.