Достигается легированием

Синергетика оперирует с неравновесными фазовыми переходами, сходными с переходами I и II рода, но имеющииикинетическую природу. Они описываются с помощью бифуркационных диаграмм, связывающих в простейшем случае переменную m с управляющим параметром X. Проиллюстрируем бифуркационную диаграмму, связанную с неравновесным фазовым переходом II рода на следующем примере. Рассмотрим прямоугольный стержень (рисунок 1.8), на который сверху действует нагрузка Р, контролирующая поведение сис-темы.и поэтому является управляющим параметром. При увеличении нагрузки стержень сжимается, но его ось остается прямой до тех пор, пока не достигается критическая нагрузка Р = Р , при которой стержень потеряет устойчивость и

Из неравенства (1.226) также следует, что скорость w > WK может быть получена только в том случае, если в суживающейся части сопла (участок ab) достигается критическая скорость (w = WK), а затем следует расширяющаяся часть сопла be, по длине которой давление продолжает падать до давления внешней среды. В этой части сопла скорость течения w > WK.

При действии растягивающих напряжений, уровень которых меньше предела текучести титанового сплава при определенной температуре, возникновение дефектов в оксидной пленке возможно лишь в том случае, если толщина оксидного слоя становится больше некоторого критического значения. Чем выше напряжение, тем при меньших толщинах пленки должны возникать в ней дефекты. Вместе с тем чем выше температура, тем быстрее достигается критическая толщина оксидной пленки. После возникновения микроразрушений в оксидном слое возможно протекание электрохимических реакций, близких к реакциям при коррозионном растрескивании в водных растворах, и химических реакциях, возникающих при контакте титана с солями:

Уравнения (2.32) и (2.33) свидетельствуют об отсутствии критической ситуации, если первая производная в рассматриваемый интервал времени отлична от нуля. При равенстве ее нулю могут быть определены значения параметров уравнения эволюции, при которых достигается критическая точка бифуркации. Второе эволюционное уравнение показывает, какой является точка бифуркации. Возможны три случая: вторая производная равна нулю, больше и меньше нуля. Равенство второй производной нулю означает нейтральное положение системы, когда из неустойчивого она может стать устойчивой и наоборот. При положительной второй производной система находится в явно устойчивом положении. При отрицательной второй производной система находится в устойчивом положении, из которого ее можно вывести только за счет очень сильных возмущений. Примером последней ситуации может служить длительная задержка усталостной трещи-

Во-вторых, условия нагружения, возникающие в образцах с вытягиваемыми волокнами, несмотря на кажущееся сходство с условиями, существующими в реальных композитах с короткими волокнами, не идентичны последним. Это вызвано тем обстоятельством, что при испытаниях нагрузка прилагается непосредственно к волокну, а в композитах нагрузка всегда прилагается через матрицу. Если в образце для вытягивания длина заделанной части волокна очень велика, то указанное различие не имеет решающего значения, поскольку длина заделанной части достаточна для адекватного распределения нагрузки между волокном и матрицей. Однако во многих системах с металлической матрицей это невозможно из-за высокой прочности поверхности раздела, так как уже при малой глубине заделки достигается критическая длина волокна /кр.

трубы, в котором достигается критическая скорость, будет минимальным. Изменения р, f, w даются схемой (фиг. 58j.

При повышении давления повышаются температуры кипения и равновесные кривые в координатах Т—х поднимаются вверх (см. рис. 40). Когда достигается критическая температура одной из компонент, при увеличении давления, равновесные кривые отходят от оси ординат, соответствующей этой компоненте. В дальнейшем они будут постепенно «вырождаться» и исчезнут при достижении критической температуры другой компоненты (см. рис. 40). Возможен такой вариант, когда критическая температура смеси окажется ниже критической температуры одной из компонент. В этом случае равновесные кривые расходятся в середине диаграммы (см. рис. 41).

случае не равно критическому отношению давлений для сопел единичной ступени, а равно отношению давления р2х к давлению пара перед группой ступеней, при котором в последней ступени группы достигается критическая скорость.

где р{ — давление перед отсеком; рп — давление за отсеком; 5. —критическое отношение давлений для отсека (при нем в последней ступени отсека достигается критическая скорость);

Недостаток дифференциального метода заключается в том, что небольшие случайные изменения состояния могут быть в этом случае приняты за остановки там, где фактически их не существует. Важно обеспечить, чтобы в печи устанавливалось стабильное состояние до того, как достигается критическая температура. Если, например, снимается дифференциальная кривая нагрева сплава Cu-Ga, имеющего структуру типа if-латуни, и при этом применяется медный эталон, то при включении печи от комнатной температуры получается кривая, подобная изображенной на рис. 78 (здесь по оси абсцисс отложена разница температур между образцом и медным эталоном). В этом случае т-фаза сначала нагревается скорее, чем медь, и на кривой образуется изгиб, хоря превращение отсутствует. Изгиб возникает лишь в результате различия между термическими свойствами т-фазы и чистой меди. Если остановка будет иметь место в области этого изгиба, то ее определение окажется затрудненным. Существует мнение, что дифференциальный метод слишком чувствителен к слабым нарушениям и колебаниям режима работы, вследствие чего его лучше применять лишь, когда остановки слишком малы и не могут быть надежно установлены методами простой или обратной кривой.

Недостаток дифференциального метода заключается в том, что небольшие случайные изменения состояния могут быть в этом случае приняты за остановки там, где фактически их не существует. Важно обеспечить, чтобы в печи устанавливалось стабильное состояние до того, как достигается критическая температура. Если, например, снимается дифференциальная кривая нагрева сплава Cu-Ga, имеющего структуру типа if-латуни, и при этом применяется медный эталон, то при включении печи от комнатной температуры получается кривая, подобная изображенной на рис. 78 (здесь по оси абсцисс отложена разница температур между образцом и медным эталоном). В этом случае т-фаза сначала нагревается скорее, чем медь, и на кривой образуется изгиб, хоря превращение отсутствует. Изгиб возникает лишь в результате различия между термическими свойствами т-фазы и чистой меди. Если остановка будет иметь место в области этого изгиба, то ее определение окажется затрудненным. Существует мнение, что дифференциальный метод слишком чувствителен к слабым нарушениям и колебаниям режима работы, вследствие чего его лучше применять лишь, когда остановки слишком малы и не могут быть надежно установлены методами простой или обратной кривой.

Рост плотности теплового потока в испарителе ограничивается кинетическим пределом (реактивная сила образующего пара может осушить фитиль) и кинетическими условиями (в фитиле достигается критическая плотность теплового потока - кризис теплообмена при кипении), что характерно для высоких давлений пара.

Повышение прочности низколегированных сталей достигается легированием их элементами, которые растворяются в феррите и измельчают перлитную составляющую. Наличие этих элементов при охлаждении тормозит процесс распада аустенита и действует равносильно некоторому увеличению скорости охлаждения. Поэтому при сварке в зоне термического влияния на участке, где металл нагревался выше температур Aclt при повышенных скоростях охлаждения могут образовываться закалочные структуры. Металл, нагревавшийся до температур значительно выше Аса, будет иметь более грубозернистую структуру.

Одна из основных областей применения этих сталей — энергетическое машиностроение (трубопроводы, детали и корпуса газовых и паровых турбин и т. д.), где рабочие температуры достигают 750° С и выше. Жаростойкие стали и сплавы обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах до 1100—1150° С. Обычно их используют для деталей слабонагруженных (нагревательные элементы, печная арматура, газопроводные системы и т. д.). Высокая окали-ностойкостъ этих сталей и сплавов достигается легированием их алюминием (до 2,5%) и вольфрамом (до 7%). Эти легирующие элементы и кремний способствуют созданию прочных и плотных окислов на поверхности деталей, предохраняющих металл от непосредственного контакта с газовой средой.

При сварке жаростойких сталей под воздействием температуры в металле швов могут наблюдаться такие же структурные изменения, как и при сварке жаропрочных сталей. Высокая коррозионная стойкость жаростойких сталей в газовых средах при повышенных температурах определяется возможностью образования и сохранения на их поверхности прочных и плотных пленок окислов. Это достигается легированием их хромом, кремнием, алюминием. Поэтому во многих случаях необходимая жаростой-

Для поверхностной закалки применяют обычные углеродистые стали с содержанием углерода 0,4 °0 и выше1. Легированные стали применять, как правило, не следует, так как глубокая прокаливаемость, которая достигается легированием, здесь совершенно не нужна. Более того, в ряде случаев требуются стали пониженной прокаливаемое™. Например, известно, что весьма трудно равномерно нагреть шестерню на одинаковую глубину по всему контуру. При нагреве в машинном генераторе будут сильнее нагреваться впадины, а в ламповом генераторе-— вершины зубьев. Предложен2 способ глубокого индукционного нагрева стали пониженной прокаливаемое™. На рис. 255 показан макрошлиф шестерни из стали пониженной прокаливаемое™, закаленной после глубокого индукционного нагрева. Выше критической точки был нагрет весь зуб и часть основания, но так как сталь была пониженной прокаливаемое™, то

Строительная сталь предназначается для изготовления строительных конструкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д. Все строительные конструкции, как правило, являются сварными, и свариваемость — одно из основных свойств строительной стали. Поэтому в соответствии со сказанным в предыдущем параграфе строительная сталь — это низкоуглеродистая сталь с С<0,22—0,25%. Повышение прочности достигается легированием обычно дешевыми элементами — марганцем и кремнием. В этом случае и при низком содержании углерода предел текучести возрастает до 40— 45 кгс/мм2 (предел прочности до 50—60 кгс/мм2), а при использовании термической обработки и выше.

Повышение жаропрочности достигается легированием твердого раствора, приводящим к увеличению энергии связи между атомами, в результате чего процессы диффузии и самодиффузии задерживаются, а температура рекристаллизации возрастает; созданием у сплава специальной структуры, состоящей из вкрапленных в основной твердый раствор и по границам зерен дисперсных карбидных и особенно интерметаллидных фаз, когерентно связанных с матрицей длительное время. Такая структура получается в результате закалки с высоких температур и последующего старения. Наличие равномерно распределенных дисперсных избыточных фаз затрудняет пластическую деформацию при высоких температурах.

Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом (~20 %), а для повышения жаропрочности — титаном (1,0—2,8 %) и алюминием (0,55—5,5 %). В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная 7'"Фаза типа Ni3(Ti, A1), когерентно связанная с основным ^-раствором, а также карбиды TiC, Cr23Ce и нитриды TIN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Чем больше объемная доля у'-фазы, тем выше рабочая температура сплава.1 Предельная температура работы сплавов на никелевой основе составляет ~0,8Т11Л. При более высоких температурах происходит коагуляция и растворение 7'-Фазы в V" растворе, что сопровождается сильным снижением жаропрочности. Хром и кобальт понижают, а вольфрам повышает температуру полного растворения -у'-фазы. Увеличение содержания Al, W и дополнительное легирование сплава Nb, Та, V позволяет повысить их рабочую температуру. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов 2,0—11 % Мо и 2,0—11 % W, упрочняющим твердый раствор, повышающим температуру рекри-

Повышение жаростойкости достигается легированием сплавов Cr, Al, Si и Be, которые способствуют образованию на поверхности деталей плотной, непроницаемой для газов пленки.

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ - способность металлич. и неметаллич. материалов сопротивляться коррозии. К.с. определяется скоростью коррозии, т.е. массой материала, превращённой в продукты коррозии, с единицы поверхности в единицу времени, либо толщиной разрушенного слоя в мм за год. К.с. достигается легированием, нанесением защитных покрытий и т.д.

КРАСНОЛОМКОСТЬ - св-во стали давать трещины при горячей обработке давлением (ковка, штамповка, прокатка) в области температур красного или жёлтого каления (850-1150 °С). К. обусловливается гл. обр. распределением нек-рых примесей (меди, серы) по границам зёрен металла. В поверхностном слое стали, содержащей более 0,4-0,5% меди, при высоких темп-pax иногда образуются местные скопления структурно-свободной меди, в результате чего при деформации металла могут возникнуть поверхностные надрывы и трещины. Для ослабления вредного влияния и устранения К. в сталь вводят элементы (алюминий, титан, цирконий и др.), образующие тугоплавкие сульфиды. Концентрация меди на границах зёрен может быть в нек-рой мере предотвращена легированием её никелем, молибденом, бором. КРАСНОСТОЙКОСТЬ, теплостойкость, - способность стали сохранять при нагреве до темп-р красного каления высокую твёрдость и износостойкость, полученные в результате термич. обработки. Повышенная К.-характерное св-во инструментальной стали. К. достигается легированием стали вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом, а также высокотемпературной закалкой. К. определяют по макс, темп-ре, при нагреве до к-рой сталь сохраняет определённую твёрдость; напр., быстрорежущая сталь сохраняет твёрдость до 60 HRC при темп-ре 620-650 °С. Наиболее высокая К. - у твёрдых сплавов (до 900 "С).

Титан существует в двух аллотропических модификациях. Низкотемпературная модификация (а-титан) образуется при температурах ниже 882,5 °С. Высокотемпературная модификация, образующаяся выше этой температуры, р-титан [Л. 44]. Повышение прочности титановых сплавов достигается легированием его различными элементами. Эти элементы делятся на две группы: элементы, стабилизирующие а-фазу, и элементы, стабилизирующие р-фазу.