Процессов самоорганизации

Исследовано влияние на дислокационную структуру напряженного металла энергетических параметров импульсов давления. Показано, что определяющими являются их энергия и количество, т. в. суммарная энергия. В этой связи ЭГО следует рассматривать в основном как активирующий фактор для процессов релаксации остаточных как микро-, ток и макроиапряжений.

Увеличение дозы облучения (кривые 3, 4) вызывает полное снятие сжимающих и появление растягивающих напряжений с максимумом на глубине 0,25 мкм. С уменьшением глубины слоя растягивающие напряжения уменьшаются, переходя в напряжения сжатия в самых тонких слоях. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что ионная имплантация инициирует развитие процессов релаксации остаточных напряжений в тонком поверхностном слое, при этом на глубине 0,25 мкм появляются растягивающие напряжения. Однако при увеличении дозы облучения растягивающие напряжения исчезают, а сжимающие в слое до 1,5 мкм вновь возрастают, достигая примерно исходной величины. Релаксация напряжений связана с пластической деформацией, которая вызывается ионной имплантацией в приповерхностном слое титановых сплавов. Этот вывод согласуется с результатами электронно-микроскопических исследований дислокационных структур а-же-леза, формирующихся в приповерхностном слое при ионной имплантации и в пластически деформированных образцах, показывающих полное тождество таких структур [85]. При этом установлено также увеличение плотности дислокаций с увеличением дозы имплантируемых ионов, что может служить косвенным объяснением увеличения сжимающих напряжений, наблюдавшегося при исследовании имплантированных образцов титановых сплавов при максимальной дозе облучения.

0,5 мкм. Существенную роль в высокой релаксационной стойкости играет стабильность созданных в материале структур. Чем стабильней исходная структура стали, тем меньше интенсивность процессов релаксации напряжений.

Опыты Джозефа [43] по изучению процессов релаксации также указывают на возможность повышения скорости ползучести при облучении холоднодеформированного и отожженного циркалоя-2. Он сообщает, что в реакторе при 300° С релаксирует большая часть напряжений, чем при той же температуре в образце, находящемся вне реактора.

При циклическом деформировании в упругопластической области возникают пластические деформации, накапливающиеся циклически (за каждый цикл возникает деформация гистерезиса, обозначенная на рис. 4 2ер) и односторонне (Дерг), за счет циклической анизотропии [15], процессов релаксации и ползучести при выдержках. Для деформационной оценки накопленного повреждения используется уравнение кривой малоцикловой усталости в начально предложенной форме [16]

сг(е), как показано на рис. 42, а, при изменении скорости ударного растяжения от 75 до 207 м/с. Результаты следует анализировать с учетом возможного неравномерного распределения деформации по длине рабочей части образца и несоблюдения заданного параметра испытания. Использование образца с более короткой рабочей частью и связанное с этим ограничение по времени процессов релаксации приближает скорость деформирования к номинальной. Как видно из осциллограмм а(0 для образцов с рабочей частью диаметром 4 мм, длиной 10 и 4 мм, уменьшение длины рабочей части образца сдвигает максимум напряжений к началу деформирования, существенно не изменяя область зуба текучести (см. рис. 42, б). Это смещение, как указано выше, обусловлено повышением скорости деформирования в области рабочей части образца вблизи динамометра.

Из сравнения выражений (4.15) и (4.17) видно, что они отличаются только множителем перед интегралом. Следовательно, вследствие процессов релаксации расхождение между ходом кривых Gr(t, 0) и Er(t, 0) увеличивается асимптотически. В момент соударения материал деформируется упруго и с течением времени вследствие процессов релаксации напряжения 0Г пони-

Затухание упругого предвестника характеризует развитие процессов релаксации в материале и, следовательно, позволяет получить информацию о поведении материала при кратковременном действии нагрузки.

свидетельствует о завершении процессов релаксации напряжений на этом пути волны. При распространении волны вблизи поверхности нагружения следует ожидать влияния интенсивности волны на упругий предвестник вследствие сокращения времени релаксации.

и условий, хорошо выполняющихся для большинства постоянных процессов релаксации: тг > — , т/ > — , из уравнения (2.26), получаем упрощенное соотношение

Рис. 2.13. Частотная характеристика процессов релаксации в силоизмери-

динении двух и более научных направлений под эгидой какой-либо обобщающей концепции с целью получения новых результатов. Все чаще такими концепциями выступают концепции синергетики, занимающейся изучением процессов самоорганизации и распада структур в системах, далеких от равновесия.

Движущая сила процессов самоорганизации - стремление системы к минимуму производства энтропии [4]. Самоорганизующиеся структуры, соответствующие неравновесным фазовым переходам под нагрузкой, характеризуются

С учетом эффективности процессов самоорганизации при КИХТО разработаны и внедрены высокопрозводительные и ресурсосберегающие технологии карбоборирования, карбонитрирования, карбоборотитаниро-вания, карбонитроборирования, кврботитанонитрирования и др. Экономическая целесообразность управления процессами КИХТО в оптимальном режиме, когда система находится в состоянии «бифуркации» очевидна. Поэтому КИХТО в ИВС по сравнению е традиционными технологиями ХТО позволяет в несколько раз повысить производительность труда и соответственно сократить потребление энергоносителей, а также получить новые упрочняющие покрытая с заданным комплексом свойств.

перечных, изгибных колебаний — автоволн). Подобные режимы в неравновесных средах служат основой процессов самоорганизации в активных системах различной природы [1]. При анализе процесса образования структурных уровней рассматривались кпазигармонические автоволновые режимы, описывающиеся системой нелинейных эволюционных уравнений параболического типа (частным случаем которых являются уравнения для реакционно-диффузионных систем). Показано соответствие коротковолновых апериодических бифуркаций при трехволновом пространственном взаимодействии образованию в двумерном случае простых многоугольников (отражения от квазиплоскостей образованных ими призм проявляются при дифракционных структурных исследованиях), а колебательных — решениям системы с вращающейся геликоидальной поверхностью равных фаз (в трехмерном случае) т. е. к образованию холестерического типа структуры, проявляющегося на всех структурных уровнях. В частности, для первичной конформации (цепочки тетраэдров) p/q = 1/4, где р — число витков, q — число трансляций на период идентичности.

Таким образом, анализ процессов самоорганизации с учетом устойчивости формирования наследуемых структур и фаз технологически-эксплуатационной системы позволяет не только рекомендовать рациональные конструкций модифицированных поверхностных слоев, но и проектировать технологические процессы комбинированной обработки для получения изделий с улучшенными эксплуатационными свойствами.

2. Хейфец М. Л. Анализ процессов самоорганизации при обработке

Механические свойства деформируемых материалов во многом обусловлены эволюцией диссицативных структур в приповерхностных слоях относительной глубиной 0,005...0,008. Сплавы Мо и сплавы Си являются перспективными материалами для ядерной энергетики и данные металлы полностью нерастворимы друг в друге. Исследовали влияние медного покрытия, наносимого вакуумным напылением с одновременным облучением ионами аргона, на свойства Мо (проволоки 0 1 мм) при статическом растяжении. Для оценки процессов самоорганизации днссипитивных структур применялась специальная методика цифровой мультифрактальной параметризации структур (используемая в приложении к структурам изломов) [1].

Анализ изменения механических свойств, фрактогрпфических и мультифрактальных исследований показал, что наличие покрытия толщиной 0,2.,.6,1 мкм с переходным слоем толщиной 2...3 им из сверхметастабильных сплавов Cu-Мо оказывает влияние ка процессы самоорганизации диссшштивных структур в приповерхностных слоях Мо. При этом в области милых относительных толщин покрытия h/d < O.QOOg...0,001 имеет место в основном только эффект действия переходного сдоя, который снижает интенсивность процессов самоорганизации. С ростом относительной толщины покрытия h/d>0,001 наряду с указанным эффектом начинает сильнее проявляться действие самого медного покрытия, которое способствует большей пластической деформации Материала приповерхностного слоя. Нанесение медного покрытия с переходным слоем позволяет, за счет воздействия на процессы самоорганизации фрактальных структур в приповерхносто-ных слоях Мо, одновременно повысить Опц и СТ0 2 на 15 и 5% соответственно и увеличить &5U ua 10% ПРИ некотором (до 3%) снижении ав. Значение относительной толщины покрытия h/d — 0,0006...0,001 можно охарактеризовать как критическое. При меньших значениях h/d изменяются только ouu и GO,;, & при больших — изменение Оии и

тели пластичности и erg. Данное значение h/d — 0,0006...0,001 дает оценку глубине от поверхности зоны наиболее ицтенсивного протекания процессов самоорганизации структуры в приповерхностном слое Мо. Показана эффективность использования методики мультифрак-тольной цифровой параметризации структур металлических материалов, которая позволяет судить о динамике развития структуры, определять степень скрытой периодичности и однородности. Подтверждена недостаточность использования в этих целях величины только лишь фрактальной размерности D0.

Важнейшей задачей современного строительного материаловедения является создание новых высокоэффективных и экономичных композиционных материалов с заранее прогнозируемыми прочностными и Эксплуатационными свойствами. К группе таких перспективных материалов принадлежит и ^иеталлобетоны, удачно сочетающие пластичную металлическую матрицу и твердые и прочные армирующие компоненты (гранулы горных пород и минералов, отходы производств разнообразных форм и размеров). Решение ;шдачи по созданию композитов подобного класса связано с изучение процессов самоорганизации, устойчивости И распада различных неравновесных систем, К которым могут быть отнесены и метолл&бетошше строительные композиции.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о единой дискретно-волновой природе процессов самоорганизации в физико-химических и биологических модельных системах.