Происходит самопроизвольно

Движение вакансий задерживается скоплениями примесных атомов, границами фаз и структурных составляющих, поверхностями кристаллических блоков (внутризеренные кристаллические образования размером в несколько сотых долей микрона). Распространение первичных трещин эффективно блокируют включения пластичных фаз, расположенные на пути трещины, в которых происходит релаксация напряжений. Измельчение кристаллических блоков, увеличение степени их разориентировки, а также искажения атомно-кристаллической решетки, вносимые примесями и возникающие при наклепе, выделении вторичных фаз и образовании неравновесных (закалочных) структур, сокращая пробег дислокаций, повышают

Анализ дислокационных структур, формирующихся в приповерхностном слое при ионной имплантации, показывает, что фактически с помощью пластической деформации в приповерхностном слое толщиной до 100 мкм происходит релаксация напряжений от легируемого в результате внедрения ионов поверхностного слоя толщиной не более нескольких долей микрометра [85]. Такие напряжения являются результатом действия статических и динамических напряжений. Природа напряжений весьма сложна, теоретически ч экспериментально вопрос о

Соотношения (2.10) и (2.11) свидетельствуют о необходимости введения корректировок в определяемую вязкость разрушения не только на геометрию образца, но и на геометрию фронта трещины. Ее длина определяется пластическими свойствами материала и различиями в напряженном состоянии материала вдоль фронта трещины. Применительно к плоскому элементу конструкции имеет место зависимость вносимой энергии в образец при его одноосном растяжении от ширины пластины (2.4). Это связано с тем, что по мере увеличения ширины пластины появляется возможность немонотонного нарушения сплошности материала в результате релаксации напряжений после страгивания трещины в условиях вязкого поведения материала. Трещина производит скачкообразное перемещение, после чего происходит релаксация напряжений в вершине переместившейся трещины и она останавливается. Для ее дальнейшего продвижения нужно повысить уровень напряжения, что сопровождается следующим скачком трещины. После каскада скачков трещины происходит окончательное разрушение пластины.

Несмотря на то что связи между аппретом и поверхностью наполнителя подвержены гидролизу, обратимый характер этой реакции препятствует полной потере адгезии, пока модифицированная силаном смола сохраняет целостность на межфазной границе. Под воздействием осевых или тангенциальных напряжений обратимые связи рвутся и восстанавливаются в соседних точках. Благодаря этому сохраняется подвижность молекул в двух направлениях вдоль поверхности стеклянного волокна и происходит релаксация напряжений без ухудшения адгезии. Динамическое равновесие процесса гидролиза не только предотвращает разрушительное действие воды, но делает необходимым ее присутствие на гидрофильной поверхности раздела для релаксации термических напряжений, возникающих при охлаждении стеклопластика.

что определяется характером диаграмм неизотермического деформирования. На участке СВ термические напряжения интенсивно уменьшаются при /max = const. Поскольку материал деформируется в условиях заданного размаха полной деформации, то причиной уменьшения термических напряжений является развитие деформаций ползучести Дес, т. е. происходит релаксация термических напряжений: Ais = Aee + Aep--Aec. Величина упругой составляющей Лбе при этом уменьшается, а Де = =const. Точка ?('а=0) соответствует температуре t*, при которой знак напряжений изменяется. Величина напряжений растяжения определяется разностью температур M = t*—/mm и характером диаграмм деформирования. Однако, как видно из рис. 39, напряжения достигают значений предела текучести и превышают их. Таким образом, в материале происходит пластическое деформирование и в точке цикла, соответствующей ^тш-

амплитуды (режим III) приводят к возникновению тонкого скольжения. При этом постепенно нарушается поверхность в участках, где линии сдвига концентрируются в полосы; кроме того, обнаружено, что при больших амплитудах напряжения микронапряжения имеют значительную величину, а при уменьшении амплитуды напряжения происходит релаксация микронапряжений (рис. 155).

При трении число воздействий индентора пропорционально суммарной деформации, поэтому изменение ширины дифракционных линий от числа воздействий индентора можно представить в координатах В1/г — га1/2 (рис. 46). Как и в условиях объемной малоцикловой усталости, при трении изменение ширины дифракционных линий носит трехстадийный характер. Участок АВ характеризует пластическую стадию процесса. На этой стадии происходит упрочнение материала, интенсивный рост микронапряжений и дробление блоков, в результате чего ширина линии (220) a-Fe увеличивается. Участок ВС — стадия пластически-деструкционная, вовремя которой возможно нарушение сплошности в отдельных микрообъемах, что замедляет рост ширины линии. Стадия CD — полностью деструкционная. На этой стадии в результате образования микротрещин происходит релаксация микронапряжений, уменьшение плотности дислокаций, а соответственно и ширины линии. В дальнейшем процесс упрочнения и разрушения периодически повторяется, однако чисто пластическая компонента (участок D Е} выражена уже не так сильно, как на начальном этапе деформирования, процесс развивается уже в наклепанном слое. Таким образом, и при трении, и при объемном циклическом деформирования наблюдается общий, трехстадийный характер изменения материала в процессе разрушения, однако в первом случае стадия образования магистральной трещины отсутствует. Это обусловлено тем, что при трении изменение и разрушение локализуются в тонком поверхностном слое, в микрообъемах, которые подвергаются непрерывному воздействию со стороны контртела. При объемном циклическом деформировании внешнее воздействие прикладывается ко всему образцу в целом, в этом случае возможно развитие разрушения за счет локализации его в более слабом сечении.

В металле происходит релаксация напряжений, группировка дислокаций в объемах ячейки и часто появляются грубые полосы скольжения, состоящие из близко расположенных линий скольжения.

Опасность заключается в том, что сплав перестает сопротивляться распространению трещин. Когда трещина встречается со скоплениями дислокаций, плотность которых меньше критической, распространение ее затрудняется, так как упругая энергия у вершины трещины переходит не в работу разрушения, а в работу пластической деформации. Происходит релаксация напряжений у вершины трещины.

При жестком нагружении с выдержками происходит релаксация напряжений, которой сопутствует накопление пластической деформации при каждом цикле, как это представлено на рис. 4 схематически, а на рис. 5 — в виде экспериментально полученного семейства кривых релаксации [14] для хромо-молибденовой стали при температуре 600° С. Сопоставлены три способа определения разрушающего числа циклов. Определена суммарная накопленная

Можно поставить опыт (Лазуркин — Аскадский), обнаруживающий интересный эффект. Если образец, в котором происходит релаксация напряжений, разгрузить, сохраняя длину фиксированной, то, так как после разгрузки исключена деформация упругого последействия, вновь возникнут напряжения (рис. 4.105).

Начавшееся хрупкое разрушение является самопроизвольным процессом; накопленная в системе энергия поддерживает процесс лавинообразного хрупкого разрушения, затрата энергии на образование новых поверхностей меньше, чем освобождающаяся при этом упругая энергия. Гриффитсом было установлено, что существует некоторая критическая длина трещины, назовем ее первой критической и обозначим через la[, рост которой происходит самопроизвольно и сопровождается уменьшением энергии в системе. Как было сказано выше, для того чтобы трещина 'двигалась, кроме энергетических условий (уменьшение энергии в системе), требуется и достижение определенного напряжения в устье трещины, что достигается при втором критическом ее размере—1С. Ввиду того что в металлах трещина не предельно остра, определяет хрупкую прочность вторая критическая длина дефекта, поскольку 'с^/э, для. стекла имеет место обратная картина /0<^> или разница между /о и /э не так велика. Это количественная, но не принципиальная разница хрупкого разрушения стекла и металла.

урана до деления можно считать равным нулю. (1 Ьльзуясь представлениями нашей модели, можно сказать, что нейтрон лишь «пережигает нить». Впрочем, это «пережигание нити» не всегда оказывается необходимым — деление ядер урана иногда происходит самопроизвольно, без участия нейтронов.) Следовательно, при делении ядра урана «осколки» разлетаются в противоположные стороны со скоростями, близкими по величине (так как массы образовавшихся ядер близки). Кинетическая энергия разлетающихся осколков образуется за счет некоторой доли внутренней энергии ядра (эта доля Д?, так называемая «энергия распада», в нашей модели соответствует энергии сжатой пружины). Поскольку часть внутренней энергии А.Е превращается в кинетическую энергию осколков, то сумма масс покоя «осколков» должна быть меньше массы покоя ядра урана на величину Д/п — ДЯ/е2. Измерения показывают, что сумма масс ядер, образовавшихся при распаде, меньше массы ядра урана на 3- 10"25 г. Следовательно, «энергия распада» ядра урана составляет:

яа 2000 кгс/мм2). Дальнейшее распространение трещины происходит самопроизвольно за счет упругой энергии, накопленной в системе. Это характерно для хрупкого разрушения, имеющего фрактографическую картину, отличную от фрактографической картины вязкого разрушения (см. рис. 15,в иг). Как и при вязком разрушении, при хрупком излом может быть транскристаллитным и межкристаллитным.

Для серебра реакция происходит самопроизвольно в направлении

На основе результатов расчета, приведенных в предыдущем разделе, можно прийти к заключению, что расщепление тяжелых ядер происходит самопроизвольно, освобождая при этом значительное количество энергии. К счастью, природа позаботилась о своеобразном предохранителе против подобного явления, иначе мы бы обнаружили, что все элементы с Л >• 100, к которым принадлежат такие хорошо известные нам вещества, как серебро и олово, находятся в процессе постоянного самопроизвольного деления. Можно представить, к каким бы катастрофическим результатам это могло привести! Однако существует некоторое обстоятельство, затрудняющее всеобщее самопроизвольное деление элементов. Оказывается, для того чтобы тяжелое ядро могло начать делиться, требуется некоторая «затравочная» энергия, которая называется критической, или энергией активации. Для ядер с Л < 210 величина этой энергии очень велика, и она может быть обеспечена лишь при специальных условиях, например при «бомбардировке» нейтронами или другими элементарными частицами, имеющими энергию более 50 МэВ. Такие частицы высокой энергии есть в космических лучах, которые постоянно падают во внешний слой атмосферы Земли из космического пространства. И действительно, как было доказано экспериментально, эти частицы при столкновении с ядрами химических элементов могут вызвать их деление. Но это исключительно редкое явление и касается лишь отдельных ядер. В частности, для его обнаружения требуются специальные приборы.

талла соединяемых частей в ванне происходит самопроизвольно под действием внутренних межмолекулярных сил без каких-либо внешних механических воздействий. Отсутствие необходимости приложения давления, т. е. устранение операции осадки, является наряду с расплавлением металла наиболее характерным признаком сварки плавлением.

Если 6 = 180°, AZn=AZc, образование новой фазы происходит самопроизвольно. При 0<6<180°, AZn

При дальнейшем повышении температуры (рис. 106) или увеличении длительности выдержки при данной температуре происходит собирательная рекристаллизация и зерно увеличивается. Рост зерна аустенита происходит самопроизвольно и вызывается стремлением системы к уменьшению свободной энергии вследствие сокращения поверхности зерен. Зерно растет в результате увеличения одних зерен за счет других, более мелких, а следовательно, термодинамически менее устойчивых. Размер зерна, об-

Наиболее важными процессами, не: обходимыми для функционирования лазера, являются люминесценция и вынужденное излучение. Люминесценция —неравновесное излучение тел, избыточное по отношению к тепловому излучению, причем испускание фотонов происходит самопроизвольно. То же явление, при котором основную роль играет вынужденное излучение, возникающее в среде с инверсной заселенностью, приводит к лазерному эффекту.

Слияние частиц и пузырьков газа при их столкновении определяется наличием условий, необходимых для нарушения барьерного действия гидратных слоев, находящихся между пузырьком и частицей, что требует затрат энергии. До соприкосновения гидратных оболочек, расположенных на поверхности частицы и пузырька, при приближении пузырька к твердой поверхности вода прослойки удаляется относительно легко. При контакте гидратных оболочек сопротивление воды при их удалении резко возрастает, а свободная энергия прослойки увеличивается. При достижении определенной толщины прослойка становится термодинамически неустойчивой и ее свободная энергия по мере утончения понижается. Дальнейшее слипание происходит самопроизвольно с большой скоростью. Пузырек скачком прилипает к поверхности частицы, образуя с ней определенную площадь контакта. Под пузырьком сохраняется тонкий молекулярный слой воды, который устойчиво связан с твердой поверхностью. Удаление воды с поверхности частицы приводит к значительному возрастанию свободной энергии, что связа! J1 с затратой большого количества внешней энергии.

Для диаграммы о — V характерными точками являются: Q ~ страгивание трещины от исходного надреза, М — достижение максимума усилия (а = оаах), и Р — превращение поверхностной трещины в сквозную. Кроме того, на диаграмме с — V можно выделить участок стабильного роста трещины с восходящей ветвью QM и участок с ниспадающей ветвью МР на котором рост трещины происходит самопроизвольно, не нуждаясь в возрастании приложенной нагрузки. При построении зависимости 8^. — F(z) (рис,7.3.6) процесс деформирования и разрушения образца схематизировали следующим образом (рис. 7.3.1,а). Половина образца слева от оси Oz. закреплена неподвижно, тогда как правая половина является абсолютно жесткой, и при нагружении перемещается, как бы вытягивая фибры металла из левой половины. Для обеспечения совместного рассмотрения зависимостей с = /(F), dV/dt =