Материалов исследования

Шихтовые материалы. В качестве шихтовых материалов используются металлические составляющие. Сведения о них приведены в табл. 7.5.

Чтобы предохранить стенки бункеров и силосов от истирания, применяют футеровку - стальную или деревянную. Для истечения плохосыпучих материалов используются различные побудительные устройства.

При исследовании неэлектропроводных материалов используются электрические нагреватели, которые помещаются в полые образцы.

ЛЮМИНОФОРЫ [от лат. lumen (luminis) — свет и греч. phor6s — несущий] — вещества, способные преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение (люминесцировать). По хим. природе Л. разделяются на неорганич., большинство из к-рых относится к кристаллофос-форам, и органические. Свечение неорганич. Л. (кристаллофосфоров) обусловлено б. ч. присутствием посторонних катионов, содержащихся в малых кол-вах (до 0,001%). Такие примеси (активаторы) обычно являются катионами металлов; напр., свечение сульфида цинка активируется катионом меди. Неорганич. Л. применяются в люминесцентных лампах, электроннолучевых трубках, для изготовления рентгеновских экранов, служат индикаторами радиации и др. Органич. Л. (люмо-гены) применяются для изготовления ярких флюоресцентных красок, люминесцирующих материалов, используются в чувствит. люминесцентном анализе в химии, биологии, медицине и криминалистике.

Стадия изготовления органосиликат-ных материалов. Для получения органосиликатных материалов используются природные слоистые силикаты (мусковит, хризотиловый асбест, тальк), основным структурным мотивом которых являются, как известно, непрерывные сетки кремнекисло-родных тетраэдров [Si205]2~. В процессе изготовления материала измельченные силикатные и окисные компоненты перемешиваются в шаровых мельницах с толуольными растворами полиорганосилоксанов в течение продолжительного времени (48—240 час. в зависимости от назначения материала). При этом частицы силикатов измельчаются далее, что не может не вызывать разрыва силоксановых и других связей в кристаллической решетке силиката. Разрыв связей неизбежно сопровождается возникновением активных центров, валентно насыщающихся за счет среды, в которой производится обработка силикатов [3, 4]. Перед смешиванием с растворами полиорганосилоксанов силикатные компоненты прокаливают при температурах 200° С (мусковит, тальк) или \ 350° С (хризотиловый асбест), что также способствует их поверх- \ ностной активации [5].

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при 'испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние. В методах Изода и Шарпи нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, —10"3 с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10~5 с. При скорости волны 6 мм/икс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение mJL, где т — время контакта, v — скорость волны, L — характерный размер.

Степенные законы (76) и (776) приводят к частным задачам в том случае, когда для вычисления зависящих от температуры •характеристик термореологически сложных материалов используются экспериментальные данные, полученные в изотермических условиях. Рассмотрим, например, степенной закон, выражающий функцию ползучести для ТСМ в форме (51):

Большинство рассмотренных материалов используются не только в конструкции реакторов или в ядерной технике, но и в других отраслях. Материалы конструкций, применяемые в реакторах и ядерной технике, описаны в книге Уолтона [26].

Некоторые из перечисленных в табл. 10.1 материалов используются в современных конструкциях так называемых супермаховиков. Особый интерес представляют материалы из

Чаще всего в качестве коррозионно-стойких конструкционных материалов используются следующие нержавеющие стали: ферритные стали, содержащие 25-30 % Сг; пояуферритные стали, содержащие 17-18 % Сг; стали с полным или частичным фазовым превращением, содержащие 12-14 % Сг.

Кроме перечисленных выше методов в экспериментальной механике разрушения для определения предельной пластичности материалов используются более сложные методы испытаний: одновременное кручение и растяжение сплошных образцов или трубчатых образцов с внутренним давлением, двухосное и трехосное растяжение, испытание образцов с мягкой прослойкой, кольцевых образцов на радиальное сжатие и т. д.

Испытание материалов. Исследования АЭ в этом случае могут быть направлены на уяснение поведения АЭ в процессе других, более сложных, испытаний (например, процесса сварки), либо для изучения природы процессов, происходящих в материале.

В случае наноструктурных материалов исследования с помощью оптической микроскопии не позволили обнаружить локализацию деформации вплоть до очень поздних стадий циклической деформации. Более того, значение /Зц остается постоянным с самого начала циклической деформации. Это означает, что обратные напряжения в этих материалах не изменяются при циклической деформации, что само по себе необычно для усталостного поведения материалов. Тем не менее, как видно из рис. 5.18а, некоторое циклическое упрочнение в наноструктурных материалах наблюдается, что свидетельствует об увеличении внутренних напряжений.

Изучали [66 ] влияние пластической деформации скручиванием на коррозию и электрохимические реакции железа зонной плавки и углеродистых сталей в растворах серной и соляной кислот при 30 °С. Деформации подвергали проволоку из этих материалов, Исследования показали, что скорость коррозии возрастает с увеличением степени пластической деформации (наклепа), а коррозионное разрушение локализуется преимущественно по плоскостям скольжения. Пластическая деформация значительно уско-

2. Акулов Н. С. Физические основы прочности материалов. Исследования по физике металлов и неразрушающим методам контроля. Минск, Изд-во АН БССР, i!968.

Исследования и разработка материалов продолжаются непрерывно, что приводит к появлению все новых и новых материалов и к постоянному прогрессу в материаловедении. В настоящее время существует большое число разнообразных материалов, которые идут на изготовление конструкций, станков, приборов. Среди них наиболее интенсивно разрабатываются материалы, получившие название композиционных, или композитов.

В настоящее время в СССР разрабатывается, осваивается в производстве и эксплуатируется широкая номенклатура средств испытательной техники, в том числе машины для испытания материалов на растяжение и сжатие, изгиб, срез, кручение, износ, удар, приборы для определения твердости и упругих констант материалов, средства для технологических испытаний материалов, исследования воздействия климатических факторов и т. д. Большая часть средств испытательной техники создается в составе агрегатных комплексов средств испытаний материалов и изделий на прочность (АСИП), средств измерения вибрации (АСИВ), средств измерительной техники (АСИТ), средств вычислительной техники (АСВТ) и других, входящих в Государственную систему промышленных приборов, предусматривающую единство конструктивных решений, внешних соединений, технологичности, принципов построения приборов, измерительно-информационных и испытательных систем.

Число работ, выполняемых а этом направлении за год, исчисляется сотнями, что свидетельствует об огромном интересе исследователей к такому подходу оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Исследования закономерностей роста трещин в конструкционных материалах с учетом воздействия агрессивных сред, температур и других физико-химических факторов проводят на специальных образцах с предварительно выведенными трещинами, конструкция и методы испытания которых описаны в гл. II.

от температуры, полученные путём обработки результатов испытания пил в производственных условиях [80, 89], а тонкими штрихпунк-тирными линиями представлены аналогичные кривые, полученные при обработке материалов исследования на лабораторной пиле [82]. Следует отметить, что лабораторные кривые по сравнению с производственными дают результаты, заниженные в 2—3 раза.

На первом этапе эксплуатации были получены неудовлетворительные результаты коррекции водного режима ПГ. Коррекция осуществлялась дозированием аммиачного водного раствора в трубопровод питательной воды. Поэтому в течение двух лет на одном из ПГ отрабатывался режим комплексной обработки питательной воды. Проверка в реальных условиях эксплуатации показала, что непрерывное дозирование в питающий трубопровод сте-хиометрического количества динатриевой соли этилендиаминтет-рауксусной кислоты (триалона Б) успешно решает задачу безнакипного, бесшламового режима эксплуатации трубок Фильда при минимальной скорости коррозии конструкционных материалов. Исследования трубок одного из ПГ подтвердили их хорошее состояние — коррозионные повреждения и отложения практически отсутствуют, внутренняя поверхность трубок покрыта тонким слоем магнетитовой пленки [3]. В настоящее время на комплексон-ный водный режим переведены ПГ АЭС БН-350. Применение этого режима оказалось особенно важным для ПГ из трубок Фильда, поскольку оно практически устраняет возможность высаждения примесей из котловой воды в «глухом» конце трубки, на который приходится наибольший тепловой поток (выше 1000 кВт/м2).

Сварка ультразвуком производится на установках, состоящих из генераторов и магнитострикторов, преобразующих электрические колебания в механические с частотой 20—30 тыс. гц и более. В СССР и за рубежом разработаны ультразвуковые сварочные установки, построенные по разным принципам. В большинстве случаев соединения деталей ультразвуком производятся точечным и роликовым швом. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что при сварке металлов ультразвуком могут быть получены соединения высокого качества из однородных и разнородных материалов, не уступающие по свойствам сое-

Сварка световым лучом является одним из наиболее новых способов и еще мало освоенных промышленностью. Этим способом можно сваривать многие ультратонкие детали из разных материалов; исследования по этому вопросу продолжаются. Получение стабильных свойств является важной задачей. Имеются основания предполагать, что усовершенствование установок, создание высокоавтоматизированных систем, отработка технологии сделают возможным применять этот способ сварки в приборостроении.