Механической деформации

родеформаций кристаллической решетки сплава. Также видно, что это повышение начинается вслед за существенным снижением накопленных микродеформаций кристаллической решетки (при 2 х 104 циклах) до уровня, примерно равного приобретенному на первых циклах нагружения в области циклической ползучести (примерно 5 х 102 циклов). Снижение уровня накопленных микродеформаций кристаллической решетки, очевидно, связано с выделением части запасенной упругой энергии искажений кристаллов металла при аннигиляции взаимодействующих дислокаций или их перестройке в конфигурации с низкой энергией (возврат). При локальной перестройке дислокаций за счет их переползания путем поперечного скольжения высвобождается значительная энергия. Это может произойти только при достаточной механической активации металла на предыдущем упрочняющем цикле. Такой процесс может быть сравнен с процессом рекристаллизации, когда за счет термической активации пластически деформированного металла путем нагрева выше некоторой критической температуры образуются новые, относительно свободные от дислокаций зерна. Таким образом, в процессе усталости проявляется не только повреждающий эффект, связанный с накоплением микродеформаций кристаллической решетки и упрочнением металла, но и обратный разупрочняющий эффект, сопровождающийся выделением накопленной упругой энергии и переходом системы в термодинамически более устойчивое состояние.

стружки в коррозионной среде. При этом в закаленном состоянии степень неоднородности твердого раствора минимальна. При охлаждении сплава после нагрева на воздухе происходит некоторое расслоение твердого раствора, которое резко усиливается в процессе дополнительного старения при 600 С. Таким образом, в процессе механической активации поверхности в коррозионной среде возникают микрогальванические пары между участками, обогащенными и обедненными легирующими элементами, в результате чего коррозионный раствор обогащается продуктами коррозии, а стружка ими обедняется.

Процесс механического разрушения пленок окислов может сопровождаться, при соответствующих режимах обработки инструментом, упруго-пластическим деформированием поверхностного слоя металла и вскрытием его отдельных участков, что обеспечивает контакт ХАС с границей раздела фаз Fe3O4 и FeO, а также металла с окислами. Механическая активация металла в процессе упруго-пластического деформирования должна, вследствие проявления механохимического эффекта, привести к ускоренному растворению поверхностных атомов железа и нарушению связи с окислами, что облегчает последующее их механическое удаление. Следовательно, регулируя степень механической активации, можно регулировать скорость растворения и интенсивность удаления окисленного слоя металла. Растворение окислов, прилегающих к металлу, и поверхностных атомов железа создает условия для развития хемомеханического эффекта, что обобщенно должно проявиться в снижении твердости поверхностного слоя металла и внедрении в него режущей кромки инструмента на большую глубину по сравнению с механической обработкой в аналогичных режимах. Выше было показано, что применение механохимического способа обработки, заключающегося в совместном действии механического воздействия и электролита, позволяет не только резко уменьшить поверхностное упрочнение, но и снизить микротвердость тонкого поверхностного слоя относительно исходного состояния, что улучшает адгезию защитного покрытия и повышает коррозионную стойкость металла.

Электрохимическая гипотеза предложена Эвансом [10] и развита Г.В.Акимовым [5], Н.Д.Томашовым [9], А.В.Рябченковым [20] и др. Сущность этой гипотезы заключается в том, что анодное растворение металла локализуется у различных структурных и технологических дефектов (неметаллические включения, риски, царапины, поры и пр.) на поверхности изделия, служащих концентраторами напряжений. На месте локализованного анодного растворения возникают углубления, перерождающиеся в коррозионно-усталостные трещины. Согласно Н.Д.Томашову [9], процесс развития трещины — это непрерывный электрохимический процесс. Рост трещины рассматривается как работа гальваническогр элемента с малополяризуемыми .электродами. Анодом является вершина трещины, в- которой металл постоянно обновляется вследствие образования ювенильных поверхностей. Потенциал анода резко сдвинут в отрицательную область в результате механической активации металла в вершине трещины. Катодом служит боковая поверхность трещины с незначи-

Общую энергию Н0, необходимую для преодоления барьера за счет термической или механической активации, можно определить, зная форму профиля силового барьера f (х) (см. рис. 13). Как уже отмечалось выше, под действием приложенного напряжения дислокация поднимается вверх до равновесного положения ях. В результате этого энергия термической флуктуации уменьшается до величины

Как подчеркивалось ранее, химическая активность смазочной среды зависит от температуры, давления, степени деформирования неровностей (поверхностей) каталитического воздействия металла, от механической активации приповерхностных слоев. Поверхностная активация связана с дефектами кристаллической решетки и электронным строением поверхности, с интенсивностью выхода на поверхность дислокаций и вакансий.

Трибогальванические2 явления могут также явиться причини аномального поведения металлов при цементации [ 3, с. 155 - 160]. Заключаются они в механической активации металлов путем деформации или разрушения, в результате которой потенциалы металлов сдви-

Формирование защитной антифрикционной металлической пленки происходит в результате физико-химических процессов, протекающих между рабочей средой и обрабатываемой деталью при механической активации поверхности инструментом (трении). Причем активация поверхности может производиться неметаллическим инструментом (например, резиновым). Необходимые нагрузки при этом на два порядка меньше, чем при фрикционном латунировании, и составляют 0,5 ... 1 МПа. Скорость может быть увеличена до 5 м/с. Способ ФАБО с использованием металлосодержащих рабочих сред позволяет получить металлические покрытия с регулируемой толщиной на деталях различной конфигурации.

доли быстрого процесса (рис. 56,6), возрастает разность между соответствующими долями процессов в условиях реверсивного движения и статики. Это связано с ростом механической активации химической реакции окисления резины кислородом

Для ускорения твердофазных реакций используют физические методы, среди которых в последнее время выдвинулся на передний план метод механической активации, заключающийся в приведении твердофазных реакций в измельчительных аппаратах различного типа [1, 23]. В процессе совместной механической обработки твердых смесей происходят измельчение и пластическая деформация веществ. Прч этом ускоряются процессы массопереноса и происходит эффективное смешивание компонентов, что и обеспечивает ускорение химического взаимодействия между твердыми реагентами.

Имеются различные варианты применения метода механической активации для ускорения твердофазных реакций. По одному из них твердофазная реакция происходит непосредственно в момент механической обработки (механохимическая реакция), а по другому -проводится предварительная механическая активация исходных компонентов или их смесей перед термической обработкой. Возможен и вариант проведения твердофазных реакций путем механической обработки при повышенной температуре (механотермические реакции). Указанное деление реакций на три типа в какой-то степени условно по той причине, что

Аппараты для механической активации, называемые также механореакторы или трибо-реакторы, представлены различными видами шаровых, центробежных, дисковых, роликовых и других мельниц [4,16].

В ЭАП для акустических методов контроля чаще всего используют пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектричество (от греч. piezo — давлю)—возникновение электрической поляризации некоторых диэлектриков при их механической деформации. Соответствующие преобразователи называют пьезоэлектрическими (ПЭП). Чувствительный элемент из пьезоматериала (пьезоэле-мент) обычно имеет форму пластины. На противоположные ее поверхности наносят металлические (серебряные, медные) электроды. Значительно реже применяют пьезоэлементы другой формы [13], поэтому здесь они не рассматриваются.

При приблизительно одинаковом составе металлокерамические материалы в ряде случаев (см. стр. 571) имеют более низкую длительную жаропрочность, а также жароупорность, чем плавленные. Однако термостойкость и вибростойкость у металлокерамических материалов выше. Кроме того, в металлоке-рамических материалах менее выражено вредное влияние ориентировки после механической деформации. Пластичные высокожаропрочные материалы, которые обладают достаточной термостойкостью в переплавленном состоянии, например молибден и его пластичные сплавы, лучше готовить методами вакуумного или дугового плавления.

Для записи циклограмм деформирования измеряют поперечную деформацию образца, используя диаметральные экстензометры. Применяют два образца. Если один образец получает только термическую деформацию, а другой и термическую, и механическую, то разность сигналов двух экстензОметров, установленных на обоих образцах, пропорциональна величине механической деформации. Деформации измеряют в продольном и в поперечном направлениях.

влияние механической деформации на сопротивление. Очень важно, учитывая все это, найти оптимальную толщину датчика - он должен быть достаточно надежен при эксплуатации и обладать хорошей чувствительностью. При изготовлении зондов большое значение имеют отсутствие дефектов у датчиков и надежность электрических контактов.

В работе [74 ] предпринята попытка объяснить влияние механической деформации медного электрода на его анодную и катодную поляризацию в водном растворе CuSO4 с позиций теории перенапряжения кристаллизации при условии, что лимитирующей стадией реакций является поверхностная диффузия ад-ионов, параметры которой зависят от расстояния между ступеньками роста, т. е. от плотности дислокаций. С учетом того, что плотность дислокаций линейно связана со степенью пластической деформации, получена прямая пропорциональная зависимость скорости реакции от корня квадратного из степени деформации. Эта зависимость приближенно соответствует результатам опытов и несколько нарушается при больших деформациях. К сожалению, в этой работе не измеряли величину механического напряжения, а поскольку в случае меди деформационное упрочнение может подчиняться параболическому закону [41 ], можно объяснить результаты опытов [74 ] без привлечения теории замедленной стадии поверхностной диффузии. '

В связи с технологическим назначением хромоникелевых нержавеющих сталей и условиями эксплуатации изделий из них характерным видом коррозионных разрушений является питтинговая коррозия. Так, изделия из нержаве-- ющей стали типа 18—10 (например тонкостенные гофрированные компенсаторы и металлорукава) часто эксплуатируются в условиях влажного морского климата. Хотя в солевом тумане питтинговая коррозия таких сталей наблюдалась, во многих работах указывается на их высокую коррозионную стойкость в, морской атмосфере. По-видимому, противоречивость данных обусловлена тем, что стойкость к питтингу в электролитах может существенно изменяться за счет механической деформации.

Механохимическое поведение меди изучали в ряде работ. Так, была предпринята попытка [82 ] объяснить влияние механической деформации медного электрода на его анодную и катодную поляризацию в водном растворе CuSO4 с позиций теории перенапряжения кристаллизации при условии, что лимитирующей стадией реакций является поверхностная диффузия ад-ионов, параметры которой зависят от расстояния между ступеньками роста, т. е. от плотности дислокаций. С учетом того, что плотность дислокаций линейно связана со степенью пластической деформации, получена прямая пропорциональная зависимость скорости реакции от корня квадратного из степени деформации. Эта зависимость приближенно соответствует результатам опытов и несколько нарушается при больших деформациях. К сожалению, в этой работе не измеряли величину механического напряжения, а поскольку в случае меди деформационное упрочнение может подчиняться параболическому закону [45], можно объяснить результаты опытов [82] без привлечения теории замедленной стадии поверхностной диффузии.

Вариант С3-»-°° определяет /С=1+пг]>1 и соответствует увеличению механической деформации вследствие теплового расширения элемента 2.

На ранней стадии развития методики испытаний на термическую усталость применяли приближенные расчетные методы, основанные на различных аппроксимациях действительных кривых распределения температур, и в соответствии с этим разбивали рабочую длину образца на участки различной длины. Аппроксимацию проводили для приближенного подсчета суммарной температурной деформации и определения тем самым средней механической деформации образца по известному соотношению

длины на большое число малых участков и определение для каждого из них механической деформации по известному полю температур с учетом как кратковременной пластической деформации, так и деформации ползучести.

Наиболее достоверный способ получения данных о деформациях термически нагруженного образца —• непосредственное измерение продольных или поперечных деформаций. Разработан ряд сравнительно надежных методов непосредственного измерения упругопластических деформаций при испытаниях на термическую усталость: оптический [25, 27] и фотографический [34], записи диаграммы усилие — термическая деформация [66, 75, 78], непрерывной записи циклической поперечной механической деформации в зоне разрушений [38, 39, 46].