Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Основы метода термоциклической обработки -> Основы метода термоциклической обработки

Основы метода термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

жением или двойникованием в менее прочном зерне. Подтверждением тому являются металлографические исследования урана, где после 600 циклов по режиму 100-600°С обнаружены как деформация внутри зерен, составляющая 10 % от общей деформации, так и взаимное смещение зерен по границам.

Таким образом, появляющиеся при ТЦО напряжения, будучи наложенными на имеющееся в металле поле напряжений, могут явиться причиной образования суммарных напряжений, превышающих предел текучести мягких фаз, что ведет к пластической деформации последних. При этом, во-первых, пластическая деформация, сопровождающая процесс релаксации напряжений, приводит к формированию при термоциклировании субструктуры, которая, в свою очередь, повышает диффузионную проницаемость и ускоряет диффузию. Во-вторых, наличие самой неоднородности напряженного состояния кристаллической решетки, как это впервые отметил С. Т. Конобеевский, также влияет на процесс диффузии. Он вывел обобщенную формулу диффузии, учитывающую влияние указанного фактора,

которая показывает, что диффузионный поток в искаженной решетке представляет собой равнодействующую двух потоков. Один из них —

напряжений и характеризуется коэффициентом диффузии D" (е — упругая деформация кристаллической решетки). Величина D" пропорциональна ^ = (rA-rB) / rB, где rA И rB — атомные радиусы компонентов А и В, образующих твердый раствор. Атомы с большим радиусом при деформации решетки стремятся переместиться в растянутые участки, а атомы с меньшим радиусом — в сжатые. Уравнение (1.1) показывает, что в искаженной кристаллической решетке возможна восходящая диффузия за счет второго члена уравнения, даже когда градиент концентрации равен нулю. Таким образом, напряженное состояние решетки, так же как и образование субструктуры, способствует ускорению процесса диффузии.

При ТЦО интерес представляют структурные напряжения, возникающие за счет различия коэффициентов теплового расширения фаз, так как они создают равномерно распределенную микронеоднородность напряженного состояния и их степень воздействия на превращения в сплавах можно не только прогнозировать, но и изменять путем варьирования параметрами ТЦО.

Термическое расширение металлических фаз в настоящее время изучено недостаточно. Определены некоторые закономерности изменения коэффициента термического расширения ат для чистых металлов и неупорядоченных твердых растворов. Например, известно, что коэффициент термического расширения металлов меняется в зависимости от атомной массы примерно по тому же закону, что и обратные значения их температур плавления и твердости. Следовательно, между коэффициентами термического расширения металлов и обратными (или прямыми) знакоторая показывает, что диффузионный поток в искаженной решетке представляет собой равнодействующую двух потоков. Один из них чениями их температур плавления и твердости должна существовать закономерная связь (рис. 1.7).

Для твердых растворов наблюдается довольно четкая зависимость (линейная — для сплавов простых металлов, нелинейная — в случае легирования ферромагнитным компонентом) коэффициента термического расширения от концентрации компонентов. Коэффициент термического расширения алюминия уменьшается при растворении в нем меди, кремния, никеля, железа и бериллия, т. е. элементов с меньшим коэффициентом, чем у растворителя. Наоборот, при растворении магния и цинка в алюминии коэффициент термического расширения растет, так как у растворенных компонентов его значение больше, чем у алюминия.

Как показано в работе, из многочисленных экспериментальных данных следует, что коэффициенты термического расширения твердых растворов несколько ниже коэффициентов, рассчитанных по правилу аддитивности. Кроме того, показано, что в гетерогенных сплавах коэффициент термического расширения аддитивно складывается из коэффициентов отдельных фаз, составляющих тот или иной сплав.

Все отмеченные закономерности могут оказаться полезными при оценке вклада, интерметаллидов в процесс возникновения и релаксации структурных напряжений при ТЦО. Это важно потому, что в литературе почти отсутствуют сведения означениях их коэффициентов термического расширения ат. Аддитивный расчет ат вряд ли может дать удовлетворительные результаты, пригодные для такой оценки, так как интерметаллиды имеют сложную кристаллическую структуру. Экспериментально определены значения ат для интерметаллидов CuAl2 (15,9-10-6 в диапазоне температур 27 —127°С) и Al3Fe(l1,9-10-6 °С-1 в том же диапазоне температур). Их твердости равны соответствелно 5000 и 8000 МПа, температуры плавления—591 и 1147°С.

Эти данные свидетельствуют о том, что приведенные закономерности, очевидно, могут быть распространены и на двойные интерметаллиды.

В табл. 1.2 приведены значения температур плавления и твердостей некоторых характерных для алюминиевых сплавов двойных интерметаллидов, расположенных в порядке уменьшения предполагаемых значений ат. Для сравнения представлены также данные для кремния, который часто присутствует во многих алюминиевых сплавах в качестве самостоятельной фазы.

Из анализа данных табл. 1.2 видно, что перечисленные фазы в различной степени должны влиять на численные значения структурных напряжений. Если иметь в виду бинарные сплавы, то наибольшие упругие напряжения при изменении температуры, очевидно, могут развиваться в сплавах с кремнием (силуминах), если содержание его в сплаве значительно превышает предел растворимости в алюминии. В других бинарных алюминиевых сплавах структурные напряжения должны понижаться в ряду никель — марганец — медь — магний. В многокомпонентных сплавах подобный прогноз затруднен в связи с тем, что в них одновременно присутствуют несколько избыточных фаз, в том числе тройных и более сложных интерметаллидов. При этом с повышением температуры разница коэффициентов термического расширения алюминия и фаз увеличивается.

Реализация эффекта ^ат не зависит от скоростей нагрева и охлаждения и лимитируется температурным диапазоном ТЦО. В этом случае было бы целесообразно вести нагрев и охлаждение с умеренными скоростями в широком интервале температур, например 20- 500 — 530 °С. Но с понижением температуры снижается скорость диффузии, поэтому нижняя граница температурного интервала должна быть, очевидно, значительно выше 20 °С.

Изменения в субструктуре при фазовом наклепе — факт достоверно установленный. Однако конкретный характер этих изменений как для термоциклирования вообще, так и для малоциклового термоциклирования в частности недостаточно изучен. Несомненно только то, что в результате формирования субструктуры повышается коэффициент диффузии и изменяются механические свойства сплавов. Является ли это следствием простого повышения плотности дислокаций или это связано в

большей степени с взаимодействием и перераспределением дислокаций, формированием дислокационных границ, а возможно, и других структур, неизвестно. Нет сведений и о том, успевают ли эти процессы при ТЦО развиться до такой степени, чтобы оказать какое-либо влияние на свойства сплавов, и существует ли в условиях весьма ограниченного числа циклов возможность управления ими.

Среди различных несовершенств кристаллической решетки большую роль помимо дислокаций играют точечные дефекты и, в первую очередь, вакансии, имеющие важное значение в процессах диффузионного перемещения атомов. Известно, что диффузия в твердых растворах замещения протекает по вакансионному механизму. Выражение для коэффициента диффузии в этом случае имеет следующий вид:

где g — геометрический множитель; а — период решетки; v — средняя частота колебаний атомов; ^S0бp и ^Sм — изменения колебательной энтропии кристалла, связанные соответственно с образованием и перемещением вакансий; ^H0бР и ^Нм — соответствующие изменения энтальпии; К — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура.

Формула (1.2) выражает закон Аррениуса, в котором предэкспотенциальный фактор

энергия активации равна ^H0бР+^Hм. Для переходного состояния Do — = 10-6-10-4 м2/с.

Анализ уравнений, используемых для определения параметров диффузии и описание диффузионных процессов (самодиффузии, диффузии в двухкомпонентном растворе, многокомпонентной диффузии), показывает, что они справедливы в предположении о наличии только равновесной концентрации вакансий [29]. В состоянии теплового равновесия, т. е. когда свободная энергия системы решетка — вакансия минимальна, концентрация вакансий определяется изменением гиббсовой энергии их образования

Таким образом, концентрация равновесных вакансий экспоненциально растет с повышением температуры. Однако абсолютное значение ее невелико — даже при температурах, близких к плавлению, она не превышает 0,01—0,1 %, т. е. одна вакансия соответственно на 10 000 и 1000 атомов (10~4—10_3 вакансий на атом).

Помимо тепловых вакансий в сплавах большую роль играют вакансии, связанные с атомами примесей,— примесные вакансии. Как отмечено в работе [29], вклад примесных вакансий в процесс диффузии велик при низких температурах, когда их концентрация может на много порядков превосходить концентрацию тепловых вакансий в кристалле, не содержащем примесей. (Все эти вакансии относятся к типу равновесных.)

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.01.30   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

14:36 Лист 6 мм, ГОСТ 19903

14:36 Круг 70, сталь 20

13:38 Канат ГОСТ 7669-80 стальной двойной свивки с металлическим сердечником

13:37 Канат ГОСТ 7668-80 стальной с органическим сердечником для кранов, тал

13:36 Канат арматурный (пряди) по ГОСТу 13840-68

13:12 Изготовление приспособлений.

13:12 Изготовление задвижек переходов из нержавейки.

13:12 Изготовление деталей из фторопласта на станках чпу

13:12 Изготовление шестерен.

13:12 Изготовление нестандартных деталей, оснастки.

НОВОСТИ

26 Сентября 2017 17:27
Видеоподборка продвинутой коммунальной спецтехники

23 Сентября 2017 16:33
Тайсунь – самый мощный мостовой кран в мире (26 фото)

26 Сентября 2017 17:16
Азиатский выпуск чугуна в августе вырос на 2,5%

26 Сентября 2017 16:42
Разрезоуравление ”Новошахтинское” за январь-август добыло 1,7 млн. тонн угля

26 Сентября 2017 15:41
Китайский экспорт алюминия в августе упал почти на 70%

26 Сентября 2017 14:39
”Челябинский цинковый завод” имеет хорошие перспективы развития

26 Сентября 2017 13:38
Список 10 стран-лидеров по выплавке стали в августе 2017 года

НОВЫЕ СТАТЬИ

Особенности установки металлопластиковых окон

Потолки Грильято - что необходимо учесть при выборе и покупке

Латунный квадрат - основы классификации и применения

Телескопические погрузчики - основные типы

Виды систем видеонаблюдения и их особенности

Автоматические системы управления гидроприводами

Что делает частотный преобразователь?

Аренда строительного оборудования и экономия на этом

Ледовые коньки и их виды

Общие черты консольных крановых установок

Расширительные баки и другие запчасти для газовых котлов

Гидроабразивная, лазерная и плазменная резка металла

Какие бывают коттеджные лифты

Торговое оборудование – помощник в продажах

Круг из нержавеющей стали 40ХН2МА

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.