Интенсивно протекает

Первый этап — расплавление шихты и нагрев ванны жидкого металла. На этом этапе температура металла невысока; интенсивно происходит окисление железа, образование оксида железа и окисление примесей Si, Р, Мп по реакциям (1)—(4). Наиболее важная задача этого этапа: удаление фосфора — одной из вредных примесей в стали. Для этого необходимо проведение плавки в основной печи, в которой можно использовать основной шлак, содержащий СаО. Выделяющийся по реакции (3) фосфорный ангидрид образует с оксидом железа нестойкое соединение (FeO)3-P?O5. Оксид кальция СаО — более сильное основание, чем оксид железа поэтому при невысоких температурах связывает ангидрид Р2О5, переводя его в шлак:

Особенно интенсивно происходит двойникование в металлах с ограниченным числом систем скольжения. При этом, создавая мощные концентраторы напряжения, двойникование инициирует, например, в ГПУ-металлах скольжение по дополнительным призматическим и пирамидальным системам, что приводит к существенному повышению пластичности [5, 17]. В некоторых ориентировках монокристаллов с ГПУ-решеткой двойникование вообще является доминирующим механизмом пластической деформации [5, 18]. В ОЦК-металлах концентраторы напряжений у вершин двойников и высока» скорость протекания процесса двойникования способствуют раскрытию трещин и соответственно хрупкому разрушению металлов [9, 19] „ ограничивая таким образом их низкотемпературную пластичность.

Эффект очистки во многом зависит также от скорости движения промывочного раствора. С увеличением скорости движения жидкости более интенсивно происходит обмен у очищаемой поверхности металла отрабо» тавшего раствора на свежий. Кроме того, при циркуля* циИ солянокислого раствора со скоростью 1 м/с содержащиеся в нем нерастворенные частицы оксидов железа не выпадают на очищаемой поверхности металла, а находятся во взвешенном состоянии и удаляются из контура вместе с промывочным раствором.

Полученные результаты подтверждают гипотезу Б. Я. Пинеса [98] о том, что диффузионное развитие микроповреждений наиболее интенсивно происходит в объемах металла, где изменение градиента напряженного состояния максимально. Следовательно, наиболее опасной в смысле разрушения будет область с координатой г= гкр в минимальном сечении образца с надрезом, где функция Bj имеет минимум (здесь градиент функции BJ меняет знак). Тогда критерий длительной прочности при сложном неоднородном напряженном состоянии можно представить выражением, аналогичным формуле (4.12):

С физической точки зрения суть этого процесса состоит в следующем. При температурах, отличных от абсолютного нуля, часть поверхностных атомов может приобрести энергию теплового движения, достаточную для преодоления связи с поверхностью, и покинуть ее, перейдя в пар. Такой процесс называется испарением. Как правило, он интенсивно происходит после перехода вещества в жидкое состояние. Но некоторые вещества заметно испаряются уже в твердом состоянии. Этот процесс называется сублимацией. Если энергия связи атома с поверхностью твердого тела равна {7ад, то среднее время жизни атома на поверхности т определится соотношением, аналогичным (1.1):

Как видно из табл. 3.1, испарение морской воды с поверхности металлов менее интенсивно происходит в интервале температур 20—30 °С.

Значительный интерес могут представить возможности практического применения фотоэмиссии для анализа разрушения сплавов со сложной структурой с целью определения представляющей слабое звено структурной составляющей, в объеме которой наиболее интенсивно происходит деформация и развивается разрушение. Для решения этой задачи может быть использована зависимость величины и кинетики после эмиссии от природы материала (рис. 3) .

Микробиологическое обрастание и коррозия металлов в морской воде происходят одновременно. Обрастание наиболее интенсивно происходит в прибрежных водах, где существуют самые благоприятные условия для размножения морских организмов. Высокая агрессивность и биологическая активность морской воды, способствующая биологической коррозии и обрастанию аппаратуры при ее использовании, рассмотрены в предыдущей главе. Они определяют необходимость использования специальных мер защиты аппаратуры от коррозии в морской воде, тем более что микробиологическое обрастание толщиной 250 мкм на теплообменнике, в котором протекает морская вода, на 50 % уменьшает коэффициент теплопередачи.

минералогического состава цемента, температурно-влажностного режима, а также величины напряжений период заметной ползучести бетона оценивается промежутком времени от одного года до нескольких лет. Весьма интенсивно происходит ползучесть в пластиках (полиэтилен, полихлортрифторэтилен, поливинилхло-рид, полистирол и др.). При этом на протекание ползучести оказывает влияние не только уровень нагрузки и температуры, как и в металлах, но и влажность.

Охрупчивание сплава ХН60ВТ наиболее интенсивно происходит при сравнительно высоких (700 °С) температурах (рис. 5,.3). При максимальной температуре нагрева (670 °С) цилиндрического оболочеч-ного корпуса типа II и времени деформирования ту < 20 ч предельная пластическая деформация практически постоянна и лишь при больших значениях ту- эта характеристика уменьшается (примерно на 25 %). При температуре 800 С эффект охрупчивания проявляется и при малом времени деформирования. Существенно, что при характерной длительности испытаний (ту = 200 ч) предельная пластическая деформация уменьшается примерно на 50 %.

В начальной стадии пластического деформирования наиболее интенсивно происходит перераспределение напряжений по сечению деталей, приводящее к увеличению несущей способности детали. По мере роста пластических деформаций, когда они в два-три раза превосходят деформации, соответствующие пределу текучести материала, процесс перераспределения напряжений ослабевает. Несущая способность детали повышается медленнее и в основном вследствие упрочнения материала. При отсутствии упрочнения нарастание деформаций существенно опережает рост нагрузки. Так как при указанном уровне пластических деформаций в зонах краевого эффекта они, как правило, охватывают все сечение детали, этот уровень является в данной работе исходным для проверки сходимости метода расчета. Как показали приведенные расчеты, сходимость предложенного метода является весьма быстрой. Как правило, достаточным оказывается выполнение четырех-пяти приближений. Время расчета при этом составляет для ЭВМ типа БЭСМ-6 несколько секунд. 214

Определяющей особенностью бейнитного превращения является то обстоятельство, что оно протекает в интервале температур, когда практически отсутствует диффузия (самодиффузия) железа, но интенсивно протекает диффузия углерода, т. е. интервал бейнитного превращения расположен выше точки d, но ниже точки е Чернова (см. рис. 194).

Второй этап — «кипение» металлической ванны — начинается по мере ее прогрева до более высоких температур, чем на первом этапе. При повышении температуры металла в соответствии с принципом Ле Шателье более интенсивно протекает реакция (5) окисления углерода, происходящая с поглощением теплоты. Поскольку в металле содержится больше углерода, чем других примесей (см. табл. 2.1), то в соответствии с законом действующих масс для окисления углерода в металл вводят значительное количество руды, окалины или вдувают кислород. Образующийся в металле оксид железа реагирует с углеродом по реакции (5), а пузырьки оксида углерода СО выделяются из жидкого металла, вызывая «кипение» ванны. При «кипении» уменьшается содержание углерода в металле до требуемого, выравнивается температура по объему ванны, частично удаляются неметаллические включения, прилипающие к всплывающим пузырь-

Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению, так как при этом обеспечивается более высокая коррозионная стойкость. Естественное старение наиболее интенсивно протекает в первые сутки после закалки и практически заканчивается в течение 4—5 суток. Понижение температуры тормозит старение, а повышение ее, наоборот, увеличивает скорость процесса, но понижает пластичность и сопротивление коррозии. Однако для листов из сплава Д16 нередко применяют искусственное старение при 185—195 °С. Пресшвпппые полуфабрикаты из сплавов Д1 и Д16 прочнее, чем листы, вследствие пресс-эффекта (структурного упрочнения). Для повышения коррозионной стойкости дуралюмина, его подвергают электрохимическому оксидированию (анодированию). Сплав Д16 применяют для изготовления деталей и элементов конструкций средней и повышенной прочности, требующих долговечности при переменных нагрузках, в строительных конструкциях, не требующих высокой коррозионной стойкости и т. д. Из сплава Д16 также изготовляют обшивки, шпангоуты, стрингеры и лонжероны самолетов, силовые каркасы, строи тельные конструкции, кузовы грузовых автомобилей и т д.

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обусловлено графитизацией, сфероидизацией и межкристаллитной коррозией. Процесс графитизацгш представляет собой разрушение карбида с образованием свободного графита, в результате чего снижается ударная вязкость металла. Графитизации подвержены серый чугун, углеродистые и молибденовые стали при температурах выше 500 °С. Особенно интенсивно протекает этот процесс в зонах сварных швов и в паропроводах. Сфероидиза-ция существенно не влияет на прочность сталей. Она заключается в том. что пластинчатый перлит с течением времени принимает круглую зернистую форму [92].

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обусловлено графитизацией, сфероидизацией и межкристаллитной коррозией. Процесс графитизации представляет собой разрушение карбида с образованием свободного графита, в результате чего снижается ударная вязкость металла. Графитизации подвержены серый чугун, углеродистые и молибденовые стали при температурах выше 500 °С. Особенно интенсивно протекает этот процесс в зонах сварных швов и в паропроводах. Сфероидиза-ция существенно не влияет на прочность сталей. Она заключается в том, что пластинчатый перлит с течением времени принимает круглую зернистую форму [92].

Авторами совместно с А. В. Гурьевым, В. И. Водопьяновым, М. Б. Бо-дуновой и В. А. Шером изучено влияние термической обработки, проводимой в атмосфере воздуха и применяемой для снятия остаточных сварочных напряжений, на характеристики трещиностойкости сплавов ВТ5-1 и ВТ6. При проведении опытов необходимо было учесть влияние поверхностного газонасыщения на характеристики трещиностойкости и неизбежно сопутствующий данной термообработке распад а-фазы. Хни-тывая, что распад а-фазы наиболее интенсивно протекает в интервале 500—600°С, а температура снятия остаточных напряжений, как правило, составляет 600-700°С, опыты проводили в основном после нагрева при 600°С с разной выдержкой и частично после нагрева при 700°С с различной скоростью охлаждения.

Растяжение образца при 300° С приводит к интенсивной миграции границ зерен и сдвигу по границам (при еср= 1,0—1,5%), что характеризует увеличение вклада границ зерен в общую деформацию. При малых степенях деформации образование видимых полос скольжения не наблюдается. Увеличение степени деформации до 5% приводит к появлению в зернах алюминия как прямолинейных следов скольжения, направленных под углом 45° к оси образца, так и волнистых следов, перпендикулярных растягивающей нагрузке. Дальнейшее деформирование (до 12% и более) приводит к развитию множественного скольжения и к росту ширины волнистых линий скольжения. При пересечении одной системы скольжения с другой на линиях скольжения образуются ступеньки. Кроме этого, при 300° С интенсивно протекает фрагментация (рис. 2, б), границы зерен все еще являются эффективными барьерами для следов скольжения. Интенсивное развитие поперечного и множественного скольжения, усиление миграции границ, фрагментация, по-видимому, и являются факторами, повышающими пластичность (б) при 300° С. В отличие от 300° С для 400° С (температура провала пластичности) характерно развитие очень широких следов скольжения, причем с ростом еср их плотность увеличивается мало, зато растут величина сдвига и ширина полос скольжения, появившихся на ранних стадиях деформации (рис. 2, в). Развитие получают также процессы проскальзывания зерен по взаимным границам, причем миграция последних идет очень вяло. По-видимому, локализация деформации в полосах скольжения и на границах зерен и приводит к понижению пластичности. При 500° С уже на ранних ста-

Комплексное изучение термического старения аустенитной стали ОХ18Н10Ш в интервале температур 500—800° С было проведено с использованием методов измерения микротвердости, рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии на просвет. Характер изменения твердости этой стали при изотермической выдержке образцов при 500 и 650° С в течение 20 ч на установке УИМВ-1 [3] свидетельствует о наличии двух упрочняющих процессов. Первый интенсивно протекает в течение 2 ч после начала отжига и приводит к повышению твердости почти на 15%, после чего наблюдается снижение твердости в интервале выдержки до 3 ч; после 4 ч старения твердость вновь повышается на 5% (рис. 138).

При использовании воды с высоким содержанием органических веществ (окисляемость более 10 — 15 мг/л О2) интенсивно протекает биообрастание трубок. Для борьбы с этим явлением применяют хлорирование; дозу хлорирующего агента (хлорной извести, свободного хлора) следует подбирать так, чтобы в воде, выходящей из конденсатора, содержание активного хлора не превышало 0,5 мг/л. Практикующееся на ряде электростанций добавление сухой хлорной извести в поток охлаждающей воды не обеспечивает нужного режима хлорирования и отрицательно влияет на коррозионную стойкость медных сплавов.

стей образуются локальные зоны с восстановительной атмосферой, обусловленной повышенным содержанием сероводорода. Сероводородной коррозии повергаются как открытые поверхности металлов, так и находящиеся под слоем золовых отложений. Этому виду коррозии наиболее часто подвержены экранные поверхности нижней радиационной части паровых котлов. Так называемое коррозионное пятно образуется обычно на поверхности боковых экранов на уровне расположения топочных горелок. Сульфидная коррозия в атмосфере сероводорода наблюдается при сжигании высокосернистых углей и мазутов (содержание серы 2—3,5 %). Особенно интенсивно протекает коррозия на пылеугольных котлах, сжигающих низкореакционные многозольные топлива, такие как антрацитовый штыб и тощий уголь. Образование сероводорода происходит в зонах факела с незавершенным смесеобразованием, откуда газовый поток выносится к поверхности теплообменных экранов. Недостаток воздуха в процессе горения приводит в ряде случаев к появлению на поверхности экранов также сажистых отложений. Их наличие в зоне коррозии вызывает усиление воздействия сероводорода на сталь.

Чтобы предотвратить нарушение сплошности защитной пленки, изолирующей металл образца от сальниковой набивки, ингибитор применяли следующим образом. Готовили 50%-ный раствор ингибитора, который наносили на поверхность сальниковых колец. Предварительно обезжиренные образцы с надетыми на них кольцами сальниковой набивки устанавливали в специальные камеры с крышками, позволяющими сжимать набивку и создавать плотный контакт ее с образцами. Поскольку процесс коррозии штоков арматуры наиболее интенсивно протекает после ее гидроиспытаний, когда сальниковая набивка насыщается водой, в целях создания условий, близких к реальным, перед установкой колец набивки на образцы их пропитывали технической водой.