Изменения свободной

Используя эти данные, а также разработанную Д. Гиббсом (Канада) георию фазовых равновесий, голландский ученый Г. Розебум, а также и Р. Аустен представили первый вариант диаграммы железо — углерод. Неполнота сведений не позволила им построить достаточно полную диаграмму, отвечающую действительному фазовому равновесию. Лишь к концу прошлого века немецкий ученый П. Геренс, использовавший опыт своих предшественников и новые данные по микроструктурному и термическому анализу железоуглеродистых сплавов, привел в своей книге диаграмму железо — углерод, достаточно близкую современному варианту. Позже в связи с совершенствованием в методике исследования сплавов были внесены хотя и существенные, но не принципиальные уточнения. Изучение диаграммы продолжается и сейчас. Нельзя предположить, что будут внесены такие изменения, которые преобразуют вид диаграммы, но количественные изменения, связанные с положением линий равновесия в связи с применением все более чистых сплавов и все более точных методов исследования, происходят непрерывно.

Это явление называется водородной коррозией, в результате которой наблюдается сильное снижение прочности стали. Оно в особенности характерно для процесса синтеза аммиака, в котором водород, кроме обезуглероживания стали, диффундирует в металл, вызывая в нем глубокие изменения, связанные с образованием гидридов и их разложением. Наряду с этим предполагается также образование в стали вместо а-фазы более хрупкого твердого раствора водорода в железе. Снижение механической прочности стали объясняется также тем, что образовавшийся при обезуглероживании стали метан и растворенный водород вызывают большие дополнительные внутренние напряжения, которые приводят к возникновению микро- и макротрещин, главным образом на границах зерен металла.

Рассматриваемая система сплавов Zn — А1 является неустойчивой, а изменения, связанные с распадом переохлажденной о2-фазы, приводят к изменению габаритов ранее изготовленных деталей. Введение 0,03—0,06% Mg сокращает скорость распада а2-фазы и стабилизирует размеры изделий.

Любая сварная аппаратура, формируемая в реальных условиях изготовления, неизбежно претерпевает изменения, связанные с накоплением дефектов, снижающих в той или иной степени надежности аппарата. Главной причиной появления дефекта является отклонение рабочего параметра от его нормативного значения, задаваемого, как правило, обоснованным допуском. То есть любое несоответствие контролируемого параметра качества регламентированным нормам можно рассматривать как дефект. Выход параметра за пределы регламентированного допуска обусловлен целым рядом случайных и неслучайных факторов. Дефект, не выявленный при изготовлении аппарата, является потенциальным очагом отказа, а вероятность отказа зависит от размеров дефекта, условий его подрастания при эксплуатации и степени опасно-

3.2.1. Существующие методы оценки малоцикловой усталости не позволяют производить оценку ресурса элементов оборудования с учетом физико-механических процессов, происходящих в области концентраторов напряжений при гидравлических испытаниях. Нами установлено, что в процессе гидравлических испытаний металл в области концентраторов напряжений и дефектов претерпевает существенные изменения, связанные с перераспределением напряжений и деформаций, деформационным охрупчиванием и старением, снятием первоначальных остаточных и реализацией новых полей остаточных напряжений и др. Наиболее существенным фактором, снижающим ресурс оборудования, является деформационное охрупчивание металла и подрост исходных трещиноподобных дефектов, размеры которых близки к критическим.

Поскольку скорость охлаждения к йериферии расплава спадает, то период пространственной структуры растет к периферии расплава. Это видно также из пропорциональной связи А. и IT, так как время оборота вихря задается временен наблюдения, определяемым скоростью, охлаждения Тна6л - l/(dT/dt). К причинам, которые могут повлиять на указанную тенденцию роста периода могут относиться образование фазы (макроскопическое образование и образование зародыша), структурные состояния (и их изменения), связанные с закалкой из жидкого состояния в условиях высоких градиентов, температур, в том числе дефекты. Выявим влияние образования фазы на период пространственной структуры. Используя параметры фаза- образования без кристаллизации (обычно отождествляемого с образованием аморфного состояния) [2] и соотношение (1), получаем для периода

продумать последовательность сборочно-сварочных операций, оценить ожидаемые сварочные деформации (коробление) и точность размеров и конфигурации сварной заготовки после механической обработки. Все изменения, связанные с этими вопросами, должны быть согласованы с конструктором.

2. На неалитированных лопатках II ступени, несмотря на существенно более низкую температуру работы, в поверхностном слое происходят изменения, связанные с образованием зоны, обедненной легирующими элементами.

Таким образом, результаты исследований температурной эволюции структуры и свойств наноструктурного Ni, полученного ИПД, показывают, что при нагреве этого материала происходят сложные структурные изменения, связанные с развитием процессов возврата, рекристаллизации и роста зерен. Очевидно, природа возврата обусловлена прежде всего перераспределением и аннигиляцией дислокаций на границах и в теле зерен, приводящих к уменьшению внутренних напряжений (см. рис. 3.26). В то же время точечные дефекты здесь не играют существенной роли, поскольку электросопротивление, наиболее чувствительное к присутствию избыточных вакансий и межузельных атомов, остается постоянным вплоть до начала роста зерен (см. рис. 3.2а).

Можно предположить, что и в перспективе определяющее значение для участия стран — членов СЭВ в международном обмене энергетическими ресурсами будет иметь обмен в рамках социалистического содружества. В то же время в структуре экспорта энергетических ресурсов из СССР могут произойти в будущем достаточно существенные изменения, связанные в основном с увеличением доли природного газа 4.

Амплитуда напряжения при растяжении-сжатии при 650° С существенным образом влияет на форму, размер и распределение карбидных частиц в стали Х18Н10Т. Основные структурные изменения, связанные с различием в амплитуде напряжения, состоят в образовании карбидов, выпадающих из твердого раствора и располагающихся главным образом по границам зерен. Эти выделения хорошо видны на микрофотографии, показанной на рис. 156, а. В зависимости от времени выдержки при 650° С нестабильные карбидные частицы приобретают правильную форму.

Можно сказать, что чем больше свободная энергия системы, тем система менее устойчива, и если имеется возможность, то система переходит в состояние, где свободная энергия меньше («подобно» шарику, который скатывается из положения 1 в положение 2, если на пути нет препятствия). условий, например температуры, свободная энергия системы изменяется по сложному закону, но различно для жидкого и кристаллического состояний. Схематически характер изменения свободной энергии жидкого и твердого состояний с температурой показан на рис. 25.

Точка Т, перехода жидкости в смесь аустенит+цемснтит при 1147°С (линия ECF на диаграмме железо — углерод, рис. 135). Следовательно, •схематически линии изменения свободной энергии жидкого расплава и смеси .аустенит+цемснтит при изменении температуры пересекаются при температуре 1147° (рис. 162). Ниже этой температуры протекает процесс кристаллизации, выше — плавление.

Принципиальная возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса электрохимической коррозии металла, так же как и химической коррозии, определяется знаком изменения свободной энергии процесса. Возможно самопроизвольное протекание только коррозионных процессов, которое сопровождается убылью изобарно-изотермического потенциала, т. е. AGr < 0. При электрохимической коррозии металлов для расчетов более удобно пользоваться электрохимическими данными — электродными потенциалами. Термодинамически возможен процесс электрохимической коррозии, для которого соблюдается условие

свободная энергия меняется с изменением состава по липни F.lfa6F'a. В интервале концентраций АСа (см. рис. 55, а и «) устойчив жидкий раствор, а в интервале С6В —твердый раствор а. В сплавах интервала СаС(. равновесным является двухфазное состояние: жидкость состава точки Са и кристаллы а состава Сб. Свободная энергия этих сплавов определяется прямой аб, являющейся отрезком общей касательной к кривым изменения свободной энергии жидкого Fм и твердого Fa растворов.

Изменения свободной энергии АО0 = 0,763-2F Дж. Положительное значение этой величины свидетельствует о том, что такая реакция термодинамически невозможна для реагирующих веществ и продуктов реакции в стандартном состоянии. С другой стороны, для элемента Zn; Zn2+, H+, H2; Pt (E° = 0,763 В) соответствующая реакция

Движущая сила кристаллизации любого типа — разный характер изменения свободной энергии металла в жидком и твердом состояниях в зависимости от температуры (рис. 12.1). При температуре выше некоторой критической Тпл меньшей свободной энергией обладает вещество в жидком состоянии, а при температуре ниже Тпл энергетически более устойчиво твердое состояние металла.

В многокомпонентных системах, каковые представляют собой современные технические сплавы, движущей силой диффузионного перераспределения элементов служат не градиенты их концентраций, а градиенты химических потенциалов элементов. Последний определяет изменения свободной энергии локального объема твердого раствора или фазы данного состава при добавлении одного моля диффундирующего элемента. В свою очередь, химический потенциал будет зависеть от термодинамической активности элемента, определяемой его концентрацией и взаимодействием с другими элементами, находящимися в растворе. Одни из них могут повышать, другие — понижать активность диффундирующего элемента. Диффузия элемента идет от зон, где его активность выше, в зоны, где она ниже. В этом случае возможна так называемая восходящая диффузия, при которой поток элемента направлен против градиента концентраций, т. е. в сторону увеличения концентрации элемента. При этом на первом этапе пребывания сплава при высоких температурах возможно усиление МХН некоторых элементов, а затем после перераспределения других элементов — выравнивание их концентрации по объему.

К.А Осиновым за минимальную энергию активации q элементарного кинетического процесса при наличии напряжения принято абсолютное значение изменения свободной энергии Гиббса при нагреве металла от нуля градуса Кельвина до температуры плавления (Тп„). При этом между минимальной энергией активации q и энергии активации других элементарных процессов предполагалось наличие связи типа:

ев cr н н ю се Н Зависимость динамической межфазной энергии и движущей силы растекания от изменения свободной энергии контактной реакции . Ниобий о •Ч 1 CNJ O5 СО -^ С— !

Помимо требований к механическим свойствам, первым шагом при выборе материала волокна является, согласно Линчу и Берту [27], оценка изменения свободной энергии при возможных реакциях между волокном и матрицей. На рис. 1 приведена температурная зависимость изменения свободной энергии AF для некоторых реакций между окисью алюминия и металлами. Металлы, которые легко восстанавливают окись алюминия до алюминия с образованием окисла металла, имеют отрицательное значение AF для соответствующей реакции. В этом предварительном анализе, однако, не учитываются такие важные реакции, как образование тройных соединений и интерметаллидных фаз, простое растворение волокна в матрице (или наоборот), а также изменение Af при образовании твердого раствора в матрице. Термодинамические данные часто оказываются непригодными для расчета именно по этой причине.

Из сопоставления формулы (5) с равенствами (2), (3) и (4) следует, что в области низких остаточных давлений величина изменения свободной энергии может быть вычислена из уравнения