Материалах применяемых

Качество покрытий на высокотемпературных материалах, полученных в результате взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела, определяется прежде всего степенью смачивания покрываемого материала и характером растекания жидкого металла по поверхности твердого тела. При этом решающее значение имеют движущие силы процесса растекания и связь исходной массы капли жидкого металла с конечной площадью растекания.

В работе [34] сделан вывод, что интегральные смешанные потоки менее 1018 нейтрон 1см2 не оказывают заметного влияния на расширение кристаллической решетки и не вызывают образования трещин и изломов вследствие внутренних напряжений в керамических материалах, полученных при высоких температурах. В керамике из окиси алюминия не замечено структурных изменений после облучения интегральным потоком 2-Ю20 нейтрон/см2. Этот факт показывает, что керамические лампы, по-видимому, должны обладать заметными преимуществами перед стеклянными.

В настоящей главе изложены основные результаты экспериментальных исследований, направленных на выяснение дефектной структуры как границ, так и тела зерен в наноструктурных материалах, полученных с использованием ИПД. Рассмотрена структурная модель этих наноматериалов, базирующаяся на представлениях о неравновесных границах зерен.

Выделим возможные причины, приводящие к обнаруженной разнице в размере зерен, определенном рентгеновским и электронно-микроскопическим методами. Во-первых, каждое зерно в зависимости от его размера может состоять из одного или нескольких кристаллитов (ОКР). Во-вторых, метод РСА, основанный на измерении интегрального уширения профилей рентгеновских пиков, позволяет определять размер областей когерентного рассеяния, соответствующих внутренней области зерен, не включающей в себя приграничные сильно искаженные районы, существующие в нано-структурных материалах, полученных ИПД. Ширина таких районов составляет 6-10 нм (см. §2.2). Их наличие приводит к уменьшению размера ОКР и, следовательно, к уменьшению измеряемого размера зерен.

Экспериментальные данные о необычной дефектной структуре границ зерен в наноструктурных материалах, полученных интенсивной пластической деформацией, наблюдение искажений кристаллической решетки вблизи границ зерен легли в основу развиваемых модельных представлений об атомной структуре и свойствах этих материалов [12]. Данные представления базируются на концепции неравновесных границ зерен, которая была введена в научную литературу в 70-80-х годах [110, 111] и позднее стала широко использоваться при описаниях взаимодействий решеточных дислокаций и границ зерен, для анализа рекристаллизационных и деформационных процессов в поликристаллах [3, 172]. Ниже будут кратко рассмотрены основные положения физики неравновесных границ, дано описание структурной модели нанокристаллов и ее развитие для понимания их необычных свойств.

Рассмотренный подход позволяет сделать некоторые численные оценки вклада дислокаций и дисклинаций, а также дефектов в целом в величины среднеквадратичной упругой деформации, избыточной энергии границ зерен и увеличения объема в наноструктурных материалах, полученных методом ИПД. Данное положение справедливо в случае полностью произвольного распределения дислокаций в образце. Тем не менее проведенный А. А. Назаровым анализ [150] показывает, что интенсивная деформация приводит обычно к распределению дефектов, имеющему корреляционное расстояние, равное размеру зерен d, и для массивов произвольных зернограничных дислокаций можно использо-

Очевидно, избыточная энергия и увеличение объема нанострук-турных материалов могут быть связаны с другими дефектами, не производящими дальнодействующих напряжений. Это прежде всего неравновесные вакансии, поры, микротрещины и свободные объемы, связанные с границами зерен. Например, концентрация неравновесных вакансий порядка 3 х 10~4 наблюдалась в Си на стадии V деформационного упрочнения [217]. Тем не менее скорость релаксации неравновесных вакансий очень высока и наиболее вероятно, что вклад вакансий во время дилатометрических исследований не удается зафиксировать [143]. К сожалению, в литературе отсутствуют данные о влиянии пор и микротрещин, однако можно предположить, что их роль незначительна в материалах, деформированных под высоким давлением. Следовательно, есть все основания полагать, что избыточная энергия границ зерен и изменение объема в наноструктурных материалах, полученных методами ИПД, в основном обусловлена наличием высоких внутренних напряжений неупорядоченных ансамблей дислокаций и дисклинаций.

В уровень внутренних напряжений в нанокристаллах, имеющих размер зерен в несколько десятков нанометров, могут давать вклад не только линейные дефекты. Было, например, показано, что напряжения, вызванные поверхностным натяжением, могут вызывать значительные напряжения в наноструктурном Pd [83]. Близкодействующие поля точечных дефектов также важны в случае очень маленьких размеров зерен [118]. Следовательно, можно ожидать, что избыточная энергия скомпактированных нанокри-сталлов может иметь иную природу, чем в материалах, полученных методом ИПД. Однако этот вопрос требует дальнейших исследований.

Появление в результате ИПД высокой плотности дислокаций и дисклинаций приводит к упругим искажениям кристаллической решетки и изменениям межатомных расстояний, а, следовательно, можно ожидать и изменения тепловых характеристик наноструктурных материалов. Обнаруженное в работах [81, 135] изменение тепловых характеристик наноструктурных Ni и Си, полученных ИПД (см. §2.1), имеет закономерности, аналогичные тем, что были обнаружены в наноструктурных материалах, полученных методом газовой конденсации [83, 107, 220-225]. Так, например, температура Дебая оказалась уменьшенной на 21 % в Сг (11 нм) [222] и 15% в Аи (Юнм) [225]. В этих работах в качестве возможных причин, которые могут вызвать изменения тепловых характеристик наноматериалов, полученных методом газовой конденсации, указываются специфические тепловые колебания атомов в поверхностном слое порошинок или увеличенная концентрация точечных дефектов в области границ зерен.

Основываясь на полученных данных об увеличении размера зерен, уменьшении микроискажений кристаллической решетки, а также увеличении атомных смещений, можно предположить, что процесс возврата в наноструктурных материалах, полученных ИПД, сопровождается переходом границ зерен в более равновесное состояние и исчезновением полей упругих дальнодействующих напряжений. В пользу этого свидетельствует и небольшая скорость деформации при холодной прокатке, являющаяся важным фактором, определяющим процесс формирования структуры.

Диффузионные процессы в наноструктурных материалах, полученных консолидацией ультра дисперсных порошков, были объектом ряда исследований [279-281]. Полученные данные демонстрируют резкое ускорение диффузионных процессов в этих материалах, однако количественные оценки и интерпретация результатов весьма противоречивы. Предполагается, что это связано с сохранением некоторой остаточной пористости в образцах, а также нестабильностью их структуры в процессе диффузионных экспериментов.

данные получены на трехмерноарми-рованных материалах, применяемых для создания силовых тепловых экранов летательных аппаратов.

В книге изложена информация о материалах, применяемых для защиты от коррозии строительных металлических конструкций.

Водород способен накапливаться и на границах между матрицей и выделениями, особенно если последние некогерентны. Наличие водорода может уменьшать прочность этой границы раздела, облегчая тем самым зарождение растрескивания. Если же количество водорода достаточно велико, то он может способствовать росту полостей на границе раздела за счет повышения давления Hg. Последний случай возможен при дислокационном переносе водорода, если он быстрее доставляется к границам выделений, чем уходит от них путем диффузии. С такой точки зрения интерпретировались случаи вязкого разрушения, ускоренного присутствием водорода [72, 74, 124]. При этом не уточнялось,, влияет ли водород на зарождение или на рост полостей. Однако наблюдающееся во многих случаях уменьшение размеров лунок на поверхностях разрушения в водороде [74, 84, 124] позволяет предположить, что присутствие водорода отражается главным образом на зарождении полостей. Пример таких результатов показан на рис. 54. Эффекты, связанные с накоплением водорода на частицах предполагались и в ряде других случаев [63, 334, 335]. Поэтому важно было бы продолжить исследования влияния типа и ориентации включений в ферритных сталях [26, 59]. Число работ по этой теме возрастает, поскольку в материалах, применяемых на практике, желательно добиться вязкого типа разрушения.

Настоящий справочник, не претендуя на исчерпывающую полноту изложения материала, дает возможность учащимся профессионально-технических училищ, а также станочникам механических цехов найти необходимые сведения о механических свойствах черных и цветных металлов, а также неметаллических материалах, применяемых в машиностроении.

Отечественная промышленность для арматуры неответственных линий АЭС изготовляет штоки из сталей марок 38ХВФЮ, 38ХМЮА, 25Х2М1Ф, 25Х1МФ, ЗОХ2М1ЮА, 20X13, 30X13, 35Х и других им подобных. Для арматуры радиоактивных контуров используют стали марок типа 14Х17Н2 и 09X18Н10. В табл. 5 приведены сведения о материалах, применяемых для изготовления штоков и шпинделей арматуры 17 ведущими зарубежными фирмами.

Выполнение требования о сохранении в «фиксированной» картине полос упругого распределения напряжений иллюстрировалось на фиг. 5.34. Сохранение упругого распределения напряжений в вязкоупругих материалах, применяемых' для объемных моделей, показано на фиг. 7.3. Одинаковые картины полос интерференции были получены непосредственно после нагружения и через 5 мин после снятия нагрузки, которая выдерживалась в течение 18 час. На последней .фотографии заметен некоторый краевой эффект.

В справочнике приведены сведения о материалах, применяемых в машиностроении, выборе рациональных режимов обработки металлов, режущих инструментах, а также данные по техническому нормированию, контролю качества продукции, организации рабочих мест, технике безопасности и др.

данные получены на трехмерноарми-рованных материалах, применяемых для создания силовых тепловых экранов летательных аппаратов.

В табл. 20—22 приведены данные о смазочных материалах, применяемых для некоторых деталей машин и узлов трения.

Рассмотрены основные технологические операции при изготовлении и ремонте котлов, сосудов и трубопроводов: обработка металла в заготовительных цехах, изготовление обечаек путем вальцовки и штамповки, изготовление днищ с помощью штамповки и фланжировки, гибка труб, штамповка отводов, переходов и тройников, вальцовка труб в барабаны котлов. Подробно освещены требования к сварке изделий котлонадзора, а также требования к термической обработке сварных соединений. Приведены данные о материалах, применяемых для изготовления и ремонта объектов котлонадзора. Описаны механические свойства, химический состав и области применения сталей, чугунов и цветных металлов, используемых для котлов, трубопроводов и сосудов.

В справочнике приведены сведения о материалах, применяемых в машиностроении: черных и цветных металлах и их сплавах, неметаллических материалах, используемых для изготовления деталей машин; инструментальных материалах — твердых сплавах, быстрорежущих сталях, минералокерамических материалах и алмазах, абразивных материалах. Помещены сведения о прогрессивных методах получения заготовок, применении полимерных материалов для изготовления технологической оснастки, о стандартизации, нормализации и унификации в машиностроении, о термической и химико-термической обработке деталей из чугуна, стали и цветных металлов. Отдельные разделы справочника посвящены допускам и посадкам, припускам на обработку, шероховатости поверхности. Большое внимание уделено вопросам экономии металлов в машиностроении. Предназначен для молодых конструкторов, технологов, мастеров и начальников участков машиностроительных заводов. Он также может быть полезным для студентов машиностроительных специальностей вузов и учащихся техникумов.