Гомогенной структурой

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ (от греч. homo-genes - однородный) в металлургии - создание однородной (гомогенной) структуры в сплавах путём ликвидации концентрац. микронеод-нородностей, образующихся в сплавах при кристаллизации, диффузионной металлизации и др. Для Г. сплавы подвергают термич. обработке, т.н. диффузионному, или гомогенизирующему, отжигу, при к-ром за счёт процессов диффузии происходит выравнивание хим. состава в микрообъёмах, соизмеримых с размером зёрен сплава. Г. улучшает технол. пластичность сплавов, повышает стабильность механич. свойств и уменьшает их анизотропию.

По данным японских исследователей, высокой коррозионной стойкостью обладают цинковые покрытия, полученные из расплава, содержащего, %: 8 А1, 0,1 — 0,6 Zr и следы Мо. При этом содержание (%) А1 и Zr в составе сплавов определяют по уравнению А1 (3,5—5,0) + + Zrx, где х от 5 до 15. Для защиты от атмосферной коррозии эффективным оказалось покрытие типа "Галфан" на основе сплавов Zn—A1 (5 % А1) с добавлением миш-металлов (La + С1), которые увеличивают сцепление и коррозионную стойкость в 2 раза по сравнению с нелегированными цинковыми покрытиями. Покрытие "Галфан" наносится на сталь горячим цинкованием с последующим быстрым охлаждением с целью закалки и получения гомогенной структуры. Такое покрытие обеспечивает эффективную защиту стали, обладает высокой пластичностью (при изгибе на 180 ° растрескивание покрытия не наблюдается).

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ в металлургии — создание однородной (гомогенной) структуры в сплавах путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся в сплавах, напр, при неравновесной кристаллизации из рас-плавл. состояния. Для Г. сплавы подвергают термич. обработке — т. н. диффузионному, или гомогенизирующему, отжигу. Г. улучшает пластичность сплавов, повышает стабильность механич. св-в и уменьшает их анизотропию.

2. Способы повышения однородности материалов для полюсов. Fe—Co-сплавы с небольшой добавкой третьего элемента имеют в широком диапазоне составов однофазное строение, что является существенным для обеспечения их однородности. Для получения однофазной гомогенной структуры содержание ванадия в сплаве не должно превышать

Под действием турбулентности отдельные мелкомасштабные моли могут быть занесены из области максимального тепловыделения в зону предварительного подогрева ПЗР. Если скорость химической реакции в этих молях высока, то возможно образование микронеоднородностей и нарушение объемно-гомогенной структуры. Протекание процесса во фронте пламени на объемно-гомогенном уровне возможно лишь в том случае, если характерное время турбулентного перемешивания TL = IL/U' меньше времени, необходимого для завершения реакции в области максимального тепловыделения ламинарного фронта пламени ТрШт

Модуль упругости промышленных волокон является стабильной характеристикой, так как он определяется конечной температурой обработки и степенью вытяжки, а эти технологические параметры хорошо воспроизводятся. Получение волокон со стабильной прочностью является гораздо более трудной задачей, поскольку прочность зависит от наличия трещин и других макродефектов, что в большой степени определяется свойствами сырьевых волокон. Применение химически чистых ПАН-волокон дает возможность получения химически чистых углеродных волокон гомогенной структуры.

Анализ условий формирования кризиса течения двухфазного потока требует прежде всего принятия физической модели определенной структуры. И в этой начальной стадии анализа в настоящее время нет единого мнения. Ряд исследователей в качестве модели принимает раздельную структуру движения двухфазного критического потока. В то же время визуальные наблюдения и высокоскоростная киносъемка в каналах с прозрачными боковыми стенками показывают, что даже в каналах с плавным входом центральное жидкое ядро сохраняет устойчивость лишь на небольшом отрезке, а в цилиндрических каналах с острой входной кромкой уже непосредственно за входным сечением имеется двухфазный поток однофазной гомогенной структуры. Как известно, при наступлении критического режима движения в однофазном потоке одновременно с достижением максимального расхода в критическом сечении устанавливается давление, отличное от противодавления (речь идет о потоках, у которых линии тока параллельны в критическом сечении, а поле скоростей равномерно). Вместе с тем некоторые исследователи [1,2] отмечают, что максимальный расход двухфазного потока не всегда сопровождается достижением в сечении, принимаемом за критическое, давления, независимого от противодавления (рис. 1).

Выше уже отмечалось, что имеющиеся опыты склоняют нас в пользу двухфазного критического потока гомогенной структуры. Вместе с тем эксперименты по определению скорости распространения звука в двухфазной среде свидетельствуют о том, что за время распространения звуковой волны фазовый переход не успевает произойти даже за время распространения волны малой частоты [3, 4].

Такое поведение звуковой волны в среде гомогенной структуры является логически наиболее оправданным. Действительно, в среде гомогенной структуры из всех обменных процессов только обмен количеством движения идет на молекулярном уровне и, следовательно, время его релаксации много меньше времени релаксации других обменных процессов.

теплообмена в обогреваемых каналах. Действительно, скорость звуковых волн в двухфазном потоке может достигать нескольких десятков метров и даже нескольких метров в секунду, если поток представляет собой среду гомогенной структуры. Таким образом, имеется возможность реализации потока, который может оказаться сверхзвуковым в определенных частях циркуляционных систем, используемых в энергетических или химических аппаратах и устройствах. В каналах постоянного сечения это неминуемо

Ni обеспечивает сталям и сплавам высокую стойкость в слабо окисляющих и неокисляющих растворах. В сочетании с Сг он способствует образованию в стали гомогенной структуры аустенита, что повышает ее коррозионную стойкость. При этом также возрастают пластичность и вязкость стали. Если использовать Ni в качестве матрицы сплава вместо Fe, то можно путем легирования его некоторыми элементами (например, Мо, Сг и Мо) создать сплавы, коррозионностойкие в сильно агрессивных средах

Изменения в структуре резко отражаются на свойствах покрытий. Так, покрытия с гетерогенной структурой выдерживают более 100 циклов теплосмен по режиму 20^±1400°. В покрытии с гомогенной структурой при первых теплосменах появляются трещины. Следовательно, состав связки сильно влияет на структуру и свойства покрытия.

о гомогенной структурой 1 98 7,64 2,24 9

Из всего сказанного следует, что для коррозионного зарождения и развития трещины большое значение имеет исходный (фоновый) уровень электрохимической гетерогенности поверхности: 'чем он выше, чем хуже условия для коррозионного зарождения трещины, тем более устойчив металл. Действительно, отожженные (нормализованные) стали с гетерогенной перлит -ферритной структурой весьма стойки к коррозии под напряжением. Стали же, закаленные на мартенсит с гомогенной структурой твердого раствора, обладают наибольшей склонностью к коррозионно-механическому разрушению [8, 71].

Сплавы типа АЛ8 и АЛ27 применяют только в закаленном состоянии (с гомогенной структурой), так как в литом состоянии частицы фазы (Al3Mg2) в основном располагаются по границам зерен твердого раствора и являются концентраторами напряжений. В этом случае пластичность указанных выше сплавов близка к 0. Для этих сплавов применяются следующие режимы термической обработки: нагрев под закалку при 430 ± 5° С в течение 12—20 ч, закалка в масле с температурой 45°С.

Высокая прочность этих сплавов обусловливается тем, что растворимость меди в твердом алюминии может достигать 5,7%. При этом двойные сплавы системы AI — Си (например, сплав АЛ7) применяют лишь в закаленном состоянии, т. е. с гомогенной структурой. Чем гетерогеннее структура, тем сплавы обладают большей хрупкостью. Повышенная хрупкость сплавов типа АЛ7 объясняется наличием по границам зерен твердого раствора большого количества сравнительно крупных частиц фазы СиА12. На понижение прочностных характеристик также оказывают вредное влияние примеси Fe и Si. Влияние этих примесей на свойства сплавов системы А1 — Си различное. Например, Fe с Си и А1 образует фазу Al,Cu2Fe, кристаллизующуюся по границам зерен в виде крупных частиц, что резко понижает пластичность сплавов, но в то же время присутствие железа в этих сплавах заметно снижает склонность к образованию горячих трещин.

На напряжения и деформации цементованных деталей при термообработке, кроме факторов, описанных для деталей с гомогенной структурой, значительное влияние оказывают содержание углерода в цементованном слое и его распределение по глубине слоя, отношение глубины цементованного слоя к сечению детали, исходное содержание углерода в стали, соотношение размеров науглероженных и ненауглерожен-ных поверхностей детали при местной цементации, разница в упругом и пластическом состоянии цементованного слоя и сердцевины при одинаковых температурах в процессе нагрева и охла-ждеция, а также разность температур мартенситного превращения цементованного слоя и сердцевины. Это определяет собой сложность установления законов, которые позволили бы заранее предусматривать величину и направление деформации цементованных деталей.

Согласно стандартам ФРГ, США и ряда других стран при использовании каучукоасбестовых прокладок <70mm = И ••• 120 МПа для газов и 5 ... 46 МПа для жидкостей в зависимости от размеров (главным образом толщины) прокладки. В результате экспериментов для уплотнений из материалов с гомогенной структурой установлено увеличение утечки, пропорциональное их толщине. Если уплотнение равномерно нагружено по всей ширине, утечка уменьшается при увеличении ширины уплотнения (длины капилляра). При использовании высококачественных уплотнений, армированных длинными волокнами, утечка может резко возрасти, если ширина уплотнения меньше определенного минимального значения. Это связано с облегчением утечки вдоль волокон, проходящих через все уплотнение. Ширина уплотнений из ма-

Дрсм/Дрд = р'/р". Однако физически оправдано применение формул (1.237) и (1.237а) в потоках с гомогенной структурой, т.е. в пузырьковом и эмульсионном режимах течения, при ср < 0,7. Соотношения гомогенной модели (1.237) и (1.237а) хорошо согласуются с опытными данными при больших скоростях смеси (эмульсионный режим течения), а при малых скоростях смеси дают заниженные значения тсм (для пароводяных потоков при некоторых режимах на 50 % и более). Лучший результат достигается, если принять

Ко второй группе относятся сплавы марок ХН70, ХН60Ю, ХН70Ю, ХН78Т, ХН60В, ХН75МБТЮ, применяемые преимущественно как жаростойкие. Эти сплавы, за исключением двух последних, отличаются высоким содержанием Сг (20—30 %) и практически гомогенной структурой твердого раствора после принятых режимов термической обработки (нагрев до 1000-1200 °С с охлаждением в воде или на воздухе). Эти сплавы выпускают в виде холоднокатаного или горячекатаного листа преимущественно для деталей газопроводных систем, работающих при умеренных напряжениях в условиях весьма высоких температур (до 1100-1200 °С). У этих деталей кроме достаточной технологичности (прокатываемость, штампуемость, свариваемость) и высокого сопротивления газовой коррозии (окалиностойкость) должно быть хорошее сопротивление термической усталости (термостойкость). Всем этим требованиям отвечают сплавы на никелевой основе.

Основными требованиями к магнитомягким материалам, относящимся к ферромагнетикам, являются низкие значения коэрцитивной силы и высокая магнитная проницаемость, способность намагничиваться до насыщения в слабых полях, малые потери при перемагничивании и на вихревые токи. Для удовлетворения этих требований металл должен обладать гомогенной структурой, быть чистым от примесей и включений и иметь крупнозернистое строение, свободное от внутренних напряжений, вызываемых наклепом.

Ко второй группе относятся сплавы марок ХН7б, ХН60Ю, ХН70Ю, ХН78Т, ХН60В и ХН75МБТЮ, применяемые преимущественно как жаростойкие. Эти сплавы, за исключением двух последних, отличаются высоким с^цержанием Сг (20—30%) иттрактически гомогенной структурой твердого раствора после принятых режимов термической обработки (нагрев до 1000—1200° С с охлаждением в воде или на воздухе).

При микроударном воздействии большое влияние на скорость развития трещин оказывают фазовые превращения и структурные изменения, протекающие в микрообъемах металла. Процесс тре-щинообразования разных по составу и структуре сталей имеет свои особенности. Так, в углеродистой стали (0,3% С) при наличии в структуре механической смеси (феррит + перлит) трещины имеют большую протяженность (рис. 75, б). В сталях этого типа трещины развиваются как по границам, так и внутри зерен. Главным образом трещины появляются в структуре феррита, окружая и изолируя большие группы зерен перлита и феррита, в результате чего металл быстро разрушается. Трещины такого типа чаще образуются в гетерогенных сплавах и реже в сплавах с гомогенной структурой. В аустенитных сталях трещины имеют небольшую протяженность и развиваются в основном по плоскостям скольжения, а при наличии грубых и непрочных границ (в крупнозернистой структуре) — главным образом по границам зерен и двойников.