Механизме разрушения

Представление о стадийном механизме растворения металлов может быть применено для истолкования закономерностей анодного растворения других многовалентных металлов.

Здесь медленной стадией является реакция (151) [90]. При растворении дефектных кристаллов медленно протекают реакции (147) и (149), соответствующие представлениям Я. М. Колотыр-кина с сотр. [90, 92] о роли анионов электролита, а также данным о химическом механизме растворения железа [93, 94],

Здесь медленной стадией является реакция (163) [105]. При растворении дефектных кристаллов медленно протекают реакции (159) и (161), соответствующие представлениям Я. М. К.о-лотыркина с сотр. [98, 100] о роли анионов электролита, а также данным о химическом механизме растворения железа [101, 102].

Физический смысл хемомеханического эффекта можно интерпретировать следующим образом. Современные представления о механизме растворения твердого кристаллического тела (например, анодного растворения металла) основаны на положении о первоначальном образовании моноатомного углубления — двумерного зародыша растворения и последующего стравливания слоя атомов вдоль кристаллографической плоскости путем перемещения моноатомной ступеньки с последовательным повторением процесса послойного растворения. Если учесть, что моноатомные поверхностные ступеньки могут служить источниками новых дислокаций [33, 116], то можно придти к заключению, что появление дополнительного потока дислокаций в результате растворения поверхностных атомов током коррозии (хемомеханический эффект) обусловлено гетерогенным зарождением и работой новых поверхностных источников дислокаций, возникших вследствие гетерогенного растворения поверхности с образованием моноатомных ступенек [117].

Представление об электрохимическом механизме растворения жидких металлов (амальгам) с идеально однородной поверхностью было количественно развито А. Н. Фрумкиным в его работе, посвященной интерпретации опытов Бронстеда и Кейна по разложению амальгамы натрия. Скорость разложения такой амальгамы в щелочном растворе оказалась пропорциональной концентрации амальгамы в дробной степени а, близкой к '/2. Такая закономерность совершенно необычна для кинетики химических реакций. В то же время эта зависимость непосредственно вытекает как следствие электрохимического механизма парциальных 'процессов ионизации натрия и разряда Н-ионов на поверхности амальгамы. Потенциал амальгамы натрия в .растворе NaOH определяется соотношением концентрации ионов натрия , в растворе и концентрации металлического натрия в амальгаме

Расчет этого соотношения по приведенным на рис. 33 экспериментальным данным дает величину ~5, что удовлетворительно совпадает с теорией и подтверждает справедливость сделанных выводов о механизме растворения.

3 БарановА А О механизме растворения графита в же лезе —Изв АН СССР Метаны 1965 2 25

3 Баранов А. А. О механизме растворения графита в железе.—Изв. АН СССР. Металлы, 1965, 2, 25.

Последующее растворение этого монослоя обеспечивает доступ электролита к новым порциям атомов А. При таком механизме растворения сплава становится неизбежным навязывание всему процессу кинетических характеристик, близких растворению электроположительного компонента. Описанный механизм использовался для объяснения закономерностей растворения сплавов системы Cr—Fe в активном состоянии и стационарном режиме в растворе серной кислоты [9].

Учитывая, что количество грамм-эквивалентов металла, которое переходит в раствор, должно при стационарном потенциале (потенциале без тока) в точности равняться количеству грамм-эквивалентов выделившегося водорода, а также и то, что при гомогенном механизме растворения металлов допускается, что потенциал, а также скорость реакции, в любой точке по-

Еще Артур-Август де ля Рив (1830 г.) обратил внимание на то, что загрязнение цинка железом, сурьмой и медью приводит к увеличению коррозии в десятки и сотни раз [ПО]. ОЗычные представления о механизме растворения цинка, как о химической реакции замещения Zn + H2S04-* ZnSCU 4- Н2, недостаточны для объяснения столь резкого возрастания скорости процесса. Поэтому де ля Рив сделал вполне обоснованное заключение о том, что растворение цинка является результатом работы большого количества корогкозамкнутых гальванических элементов, в которых анодами является сам цинк, а катодами — примеси.

Знак фотоответа указывает, какая из двух избыточных против стехиометрии компонент — металлическая или кислородная — преобладает, а амплитуда фотоответа позволяет определить, насколько одна избыточная компонента превышает другую. Таким образом, измеряя скорость анодного окисления металла и одновременно контролируя изменение полупроводниковых свойств окисных фаз, возникающих на поверхности металла, можно получить ценную информацию о механизме растворения и пассивации.

Если проекты V \ и У* имеют требуемый коэффициент нагрузки и qt представляет собой осевую скорость деформаций стержня г в нормализованном механизме разрушения проекта V{ при заданной нагрузке, из (3.24) следует, что

механизме разрушения q = q(x) первого проекта этот проект имеет внутреннюю мощность, которая не может быть меньше внутренней мощности диссипации второго проекта. Отсюда

Здесь q0 — произвольная характерная скорость деформаций всех стержней основной фермы; qt — осевая скорость деформаций стержня i этой фермы, определенная исходя из скоростей его концевых точек в рассматриваемом механизме разрушения. В пределе для равномерно плотного распределения потенциальных узлов условие оптимальности (5.1) обусловливает такое поле скоростей разрушения, при котором в каждом потенциальном узле / скорости деформаций в направлениях

Здесь, как и прежде, qo— эталонная скорость деформаций, qt — осевая скорость деформаций стержня i в механизме разрушения оптимальной фермы. Заметим, что при 10 = 0 условие (5.19) переходит в (5.1).

Так как оптимальная ферма будет симметрична относительно вертикали, проходящей через О, этот узел будет иметь горизонтальную скорость р в механизме разрушения оптимальной фермы, находящейся под действием силы Р. Так как временной масштаб разрушения не играет роли, числовое значение р можно принять равным Л. Если стержень i образует угол 0j с вертикалью, его длина /,- = A/cos 6,-, а его скорость деформаций qt в рассматриваемом механизме разрушения имеет абсолютное значение

Анализ этого выражения показывает, что амплитуда колебаний растет со временем (рис. 24.8). Это означает, что хотя &д, как это видно из уравнения (24.15), стремится к бесконечности, для получения больших амплитуд колебаний необходимо время. Следовательно, в реальном механизме разрушения деталей не возникнут, если переход через резонансную зону осуществить достаточно быстро.

52. Немировспий Ю. В., Резников Б. С. О механизме разрушения армированных балок при изгибе. 1. Разрушение от сдвига. — Механика полимеров, 1974, № 2, с. 340—347.

Большую информацию о кинетике и механизме разрушения образцов при повторно-контактном нагружении дают испытания на установке, представленной на рис. 3.17 [79]. Сущность испытаний заключается в обкатке замкнутого контура из шести образцов стальными закаленными шариками из стали ШХ15. Образцы 2 укладываются в виде шестиугольника на кольцевой зазор магнитной плиты 1 и дополнительно закрепляются механическими упорами во избежание сдвига. На образцах устанавливается нагружающий узел, состоящий из сепаратора 3 с тремя шариками 4 и обоймы 5 упорного подшипника. При вращении обоймы шпинделем 6 сверлильного станка С-25 шарики получают вращательное движение и перемещаются по поверхности образцов. Необходимое контактное давление создается грузом 7.

Принцип однозначного соответствия является характеристикой устойчивости и неизменчивости действия ведущего механизма эволюции открытой системы между двумя соседними точками бифуркации. Процесс эволюции и последствия его действия в системе могут быть охарактеризованы однозначными признаками. С точки зрения разрушения металла неизменному механизму роста трещины однозначно соответствует неизменный вид или тип морфологии рельефа разрушения. При одном и том же механизме разрушения или процессе эволюции не могут быть разные параметры рельефа излома.

разрушения была связана с изменением фрактальной размерности из-за различия в доминирующем механизме разрушения, который определяет фрактальную характеристику формируемого рельефа. Большему масштабному уровню соответствует большая фрактальная размерность.

Взаимное влияние различных факторов на поведение материала с усталостной трещиной не позволяет давать однозначную оценку значимости одного из них в механизме разрушения. Поэтому о доминировании того или иного фактора в случае эксплуатационного разрушения детали можно говорить только в том случае, если известны существенные отличия в результатах его влияния на кинетику усталостных трещин при отсутствии других факторов.