Изменению механизма

Величину коррозии по изменению механических свойств оценивают путем измерения предела прочности и относительного удлинения образцов до и после коррозии.

Измерение механических свойств. Оценка коррозии по изменению механических свойств металла после воздействия на пего агрессивной среды имеет значение д,1Я соответствующих расчетов при конструировании химической аппаратуры. Этот метод широко применяется наряду с массовым методом и при равномерной коррозии. При статическом растяжении образца после коррозионных испытаний можно установить уменьшение предела его прочности и относительного удлинения.

Силовые, температурные и коррозионные факторы приводят при эксплуатации аппаратов к появлению трещин различной природы, язв, свищей, недопустимых пластических деформаций, изменению механических свойств металла и другим повреждениям. В табл. 4.1 приведена классификация дефектов различной природы и диагностируемых параметров.

1.2. Основная цель методики - оценка остаточного ресурса сосудов и аппаратов, отработавших расчетный срок службы на базе банка данных обследования фактического их состояния неразрушающими и разрушающими методами и средствами диагностики, в частности, по изменению механических свойств металла и сварных соединений; геометрии и местоположению дефектов металлургического, технологического и эксплуатационного происхождения; степени и характеру нагруженное™ конструктивных элементов; свойствам и коррозионной активности рабочих сред, показателям надежности и работоспособности оборудования от начала эксплуатации до настоящего обследования и др.

Силовые, температурные и коррозионные факторы приводят при эксплуатации колонн к появлению трещин различной природы, язв, свищей, недопустимым пластическим деформациям, изменению механических свойств металла и другим повреждениям. В таблице 2.2 приведена классификация дефектов различной природы и диагностируемых параметров [59].

пропорциональности не приводят к изменению механических свойств материала.

В табл. 44 приведены данные по изменению механических свойств алюминиевых бронз при повышенных температурах.

Внутренние процессы, происходящие в материалах после их изготовления и изменяющие их структуру или состав фаз, влияют не только на деформацию изделий, но и могут привести к изменению механических, магнитных и других свойств.

Во многих случаях аналогичные процессы оцениваются по изменению механических характеристик материала, при его старении. Так, старение t алюминиевых закаленных сплавов, при котором происходит их упрочнение, характеризуется повышением предела прочности ав, т. е. U = oB. Типичная кривая протекания этого процесса во времени показана на рис. 26, д.

По изменению механических показателей По ваненению навет (за 42 сут)

Алюминий находит широкое применение в качестве оболочечного материала и материала трактов для хладагента во многих водоохлаждае-мых реакторах вследствие относительно низкого сечения поглощения нейтронов и хорошей коррозионной стойкости в воде в реакторных условиях при низких температурах. Облучение небольшими интегральными потоками нейтронов при комнатной температуре не приводит к большим изменениям свойств легких металлов и сплавов. В табл. 5.11 приведены данные по изменению механических свойств алюминиевых и магниевых сплавов. Можно видеть, что эти изменения по сравнению с изменениями в сталях относительно невелики.

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TIN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [ 117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].

1) эксплуатационный характер разрушения при лабораторных испытаниях деталей может быть выявлен, как уже указывалось, при соответствующем выборе схемы нагружения, но также важное значение для этого имеет режим нагружения по величине нагрузок и числу их приложения. Изменение нагрузок приводит к изменению механизма разрушения;

Исследование способов, позволяющих замедлить рост зоны взаимодействия, является очень важным аспектом проблемы разработки практически ценных композитов. Как указывалось выше, матрицы, представляющие наибольший практический интерес, обычно более реакционвоспосабны, чем матрицы, на примере которых демонстрировали справедливость теорий композитов. Проблема дополнительно осложняется тем обстоятельством, что композиты с металлической матрицей особенно нужны для эксплуатации при повышенных температурах. Исследование кинетики диффузионных процессов и выяснение механизмов диффузии являются основными условиями для построения строгой теории поверхностей раздела и для решения с ее помощью проблемы получения требуемых характеристик поверхности раздела. Исследование процессов и механизмов диффузии необходимо проводить применительно к той области толщин реакционной зоны, которая характерна для практически ценных композитов; часто это означает, что объектом исследования должны стать зоны толщиной менее 1 мкм. Рост реакционной зоны, особенно в характерных для композита условиях стеснения, нередко приводит к изменению механизма диффузии: Рэтлифф и Пауэлл [30], например, наблюдали изменение механизма диффузии при взаимодействии между титановыми сплавами и карбидом кремния при толщине зоны 10 мкм и связали его с появлением новых продуктов реакции. Хотя столь большая толщина находится за пределами интересующей нас области, эти данные подтверждают изменение механизма диффузии на поздних стадиях роста реакционной зоны. Впрочем, могут иметь место и более тонкие изменения, обусловленные увеличением концентрации вакансий.

Увеличение давления приводит к изменению механизма разрушения, т. е. к переходу от разрушения путем отрыва к сдвиговому разрушению.

Повышение твердости, полученное за счет наклепа, не всегда повышает, а иногда даже снижает 'износостойкость [114]. В то же время охрупчивание поверхностных слоев приводит к изменению механизма изнашивания. При этом доля зерен,- которые дают вырезанную канавку, в их общем количестве начинает увеличиваться, а производящих пластическое деформирование поверхности — уменьшаться. Это увеличивает интенсивность изнашивания, что подтвердилось при визуальном исследовании поверхностей износа под микроскопом.

В качестве примера на рис. 2 показан образец биметаллической композиции Ст. 3+Х18Н10Т, испытанный в криостате в среде жидкого азота. На поверхности образца видна переходная зона с остановившейся трещиной. Анализ микрофотографии, приведенной на рис. 2, показывает, что распространение трещины происходило в направлении от надреза в слое стали Ст. 3 перпендикулярно границе раздела слоев биметалла. При переходе трещины из стали Ст. 3 в сталь Х18Н10Т развивается значительная пластическая деформация, приводящая к изменению механизма разрушения. Рассматривая характер распространения трещины с позиций механики, можно предположить, что хрупкий излом сколом переходит в вязкий срезом. Энергия распространения трещины переходит в энергию пластической деформации, скорость трещины резко снижается и происходит остановка трещины.

инерции в потоке для сохранения подобия должно оставаться постоянным. Нарушение этого соотношения будет означать изменение доли инерционных сил потока, которые оказывают значительное влияние на эрозионные процессы на поверхности деталей. Давление газа оказывает влияние на теплообменные процессы, на скорости химических реакций и граничные условия массообменных процессов. Таким образом, несоблюдение подобия при движении вязкой жидкости может привести к изменению механизма физико-химического процесса разрушения поверхностного слоя. Если этот поверхностный слой находится в зоне концентрации механических или термических напряжений, то ясно, что при Ей Ф idem скорость накопления повреждений в различных явлениях будет различной [62].

3.Не менее важное значение при проведении испытания на изнашивание имеет выбор материала контртела. Известно, что различное сочетание трущихся тел при одинаковых внешних условиях трения нередко приводит к изменению в характере взаимодействия поверхностей трения и, следовательно, к изменению механизма износа. Если при выбранных режимах испытания взаимодействие в зоне контакта изнашиваемого материала с контртелом сопровождается ,не только упруго-пластическим оттеснением материала, но и переносом, схватыванием и на-роетообразовавием, то мы можем получить совершенно несравнимые результаты изнашивания с таковыми для других пар трения. Вероятно, для различных пар трения с различным соотношением прочностных характеристик должны существовать свои интервалы возможных изменений внешних условий (скорость, давление), цри которых не наступает катастрофический темп изнашивания. С этой точки зрения применение стандартных машин должно быть ограничено определенным кругом испытываемых материалов. При этом контртело (вал, плоскость и др). должно подвергаться более частой перешлифовке или смене. Как показали наши наблюдения, воспроизводимость результатов испытания на изнашивание целого ряда металлов и сплавов может существенно зависеть от продолжительности работы контртела.

После образования плотной ячеистой структуры пены, соответствующей высокой прочности адсорбционных слоев (при минимальной толщине пленки), вытекания из адсорбционного капилляра в верхних слоях уже не наблюдается (рис. 3). При этом дальнейшее утонение пленок происходит лишь вследствие испарения с поверхности пузыря. В нижних же рядах пены, где пленки толстые, еще наблюдается стекание раствора из адсорбционного капилляра. С упрочнением адсорбционных слоев время существования паровых пузырей увеличивается, а это способствует вытеканию жидкости из адсорбционного капилляра и приводит к образованию пленки с определенной структурной упорядоченностью, при которой адсорбционный капилляр перестает существовать, а пленка приобретает структуру «квазитвердого» тела. Изменение структуры пленки приводит и к изменению механизма ее разрушения. Пленка разрушается из-за интенсивного отделения от нее мелких капель [1].

оборот, Можно было бы ожидать близости значений а частицы и стенки. Здесь могут возразить, что в случае теплообмена частицы размер ее соизмерим с размерами других частиц слоя, и это, может быть, приводит к качественному изменению механизма обмена и резкому количественному уменьшению ,а. Однако из литературы по теплообмену тел, например горизонтальных цилиндров, с псевдоожиженным слоем известно [Л. 141], что с уменьшением размера тела, погруженного в псевдо-ожиженный слой, а его имеет тенденцию не к уменьшению, а к монотонному возрастанию. Достаточно упомянуть приведенные в [Л. 141] опыты Джэкоба и Осберга, получивших ю~1600 вт/(м2-град) для проволок диаметром 0,13 мм в псевдоожиженном воздухом слое стеклянных шариков, причем диаметр частиц (0,153 мм) был примерно равен диаметру проволоки. Таким образом, изменение механизма теплообмена вследствие соизмеримости диаметров нагревателя и частиц вовсе не приводит к уменьшению а.

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TiN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].