Результате структурных

Кристаллы дендритной формы иногда можно видеть непосредственно на поверхности слитка в виде характерного рельефа (рис. 23, в) или на поверхности усадочной раковины в местах недостаточного подвода жидкого металла. Чаще дендритное строение выявляется только после специального травления макрошлифов. Поскольку все промежутки между ветвями дендритов заполнены, обычно видны только места стыков дендритов в виде границ зерен. Правильная форма дендритов искажается в результате столкновения и срастания частиц на поздних стадиях процесса кристаллизации. Ветви дендритов разделены очень тонкими прослойками нерастворимых в жидком и особенно в твердом состоянии примесей и мельчайшими полостями и порами, возникшими в результате умень-

Наблюдая движение шаров до столкновения и после него, можно заметить, что если в результате столкновения движение одного из шаров «уменьшилось», то движение второго шара «увеличилось» и притом тем более, чем существеннее «уменьшилось» движение первого шара. Представляется поэтому, что хотя мера движения каждого из шаров меняется во время соударения, сумма таких мер для обоих шаров остается неизменной, т. е. что при некоторых условиях происходит «обмен движением» при сохранении меры движения для системы в целом.

Рассмотрим этот процесс сначала в //-системе, где до и после столкновения обе частицы имеют одинаковые по модулю и противоположные по направлению импульсы (рис. 4.11). Более того, так как суммарная кинетическая энергия частиц до и после столкновения одинакова, как и их приведенная масса, то, согласно (4.61), импульс каждой частицы в результате столкновения изменит только направление на противоположное, не меняясь при этом по модулю, т. е. р,' = — р7, где t=l, 2. Последнее относится и к скорости каждой частицы в //-системе:

В частности, если массы частиц одинаковы, то легко убедиться, что частицы в результате столкновения просто обмениваются скоростями, т. е. vi'=v2 и v2' = vi.

Рассмотрим этот процесс также сначала в Д-системе. Здесь, как и в предыдущем случае, обе частицы в любой момент времени до и после столкновения имеют одинаковые по модулю и противоположные по направлению импульсы. Кроме того, импульс каждой частицы не изменится по модулю в результате столкновения, т. е.

• 4.12. Частица массы mt с импульсом pi испытала упругое столкновение с покоившейся частицей массы т2. Найти импульс р\ первой частицы после столкновения, если в результате столкновения она рассеялась под углом д к первоначальному направлению движения.

Тот факт, что в результате столкновения частиц и последующего затем распада составной частицы полная энергия системы (а значит, и ее импульс) не меняется, приводит к другому важному выводу: величина Е2 — р2с2 для системы будет инвариантной не только по отношению к разным инерциальным системам отсчета, но и для указанных выше стадий процесса столкновения.

Пример. В /(-системе отсчета частица с массой покоя т0 и кинетической энергией Т налетает на другую, покоящуюся, частицу с той же массой покоя. Найдем массу покоя Afo и скорость V составной частицы, образовавшейся в результате столкновения.

О 7.8. Пороговая энергия. Релятивистская частица с массой покоя шо налетает на покоящуюся частицу с массой покоя Afo. В результате столкновения возникают частицы с массами покоя mi, ni2,... по схеме

ваются две частицы одинаковой массы и обладающие равными, но противоположными по направлению Скоростями ±v\. Чему будут равны скорости после столкновения? Центр масс покоится и должен оставаться в состоянии покоя, так что конечные скорости ±v2 должны быть равны по величине, но противоположны по направлению. Если столкновение упругое, то, как этого требует закон сохранения энергии, конечная скорость и2 должна быть равна по величине и противоположна по направлению начальной скорости v\. Если же в результате столкновения одна или обе частицы приходят в возбужденное состояние, то из закона сохранения энергии следует, что в этом случае v2 < v\. Если же одна или обе частицы первоначально уже находились в возбужденном состоянии за счет каких-то внутренних процессов, то после столкновения энергия их возбужденного состояния переходит в кинетическую энергию, и тогда У2 будет больше, чем v\.

В системе центра масс, кинематика столкновения очень проста (рис. 6.11). Законами сохранения допускаются все значения угла рассеяния 0Ц. м. Это не выполняется для углов 0] и 02 в лабораторной системе отсчета; рассмотрим случай столкновения тяжелой частицы с фотоном, первоначально находившимся в покое. Из интуитивных соображений ясно, что тяжелая частица не отскочит в обратном направлении в результате-столкновения. Какие при этом существуют ограничения?

Значительные напряжения образуются в поверхностных слоях в процессе механической обработки. Пластический сдвиг и разрушение металла при снятии стружки сопровождаются возникновением в близлежащих слоях остаточных напряжений разрыва. Чем грубее обработка, т. е. чем больше толщина снимаемого слоя и усилия резания, тем выше остаточные напряжения (при грубом точении стали возникают остаточные растягивающие напряжения 80-100 кгс/мм2). К механическим напряжениям-дрисоеди-няются термические напряжения, являющиеся результатом тепловыделения в зоне резания, а также напряжения, возникающие в результате структурных и фазовых превращений в очагах повышенного тепловыделения.

По нашему мнению, перспективным для поверхностного упрочнения таких материалов является использование электрической дуги. Дуговой разряд характеризуется достаточно высокой концентрацией энергии, позволяющей достичь в поверхностном слое деталей скоростей нагрева и охлаждения, достаточных для эффективного упрочнения в результате структурных превращений. При этом технологическое оборудование для реализации процесса может базироваться не

Известно, что в покрытиях, получаемых различными способами, возникают остаточные напряжения растяжения или сжатия, образующиеся в результате структурных искажений. Остаточные напряжения растя-

связанные с изменением затухания УЗК в результате структурных неод-нородностей контролируемого металла (рис. 62, в); возможным средством борьбы с ними является применение временного теневого метода;

оксидирования свыше 1—3 ч практически не меняется. Аналогичные результаты получены при изучении различных методов химико-термической обработки титановых сплавов. Наибольшее снижение усталостной прочности после поверхностной химико-термической обработки наблюдается у высокопрочных сплавов, наименьшее-у технически чистого титана. Общее снижение предела выносливости после проведения поверхностного химикб-термического упрочнения происходит вследствие снижения работоспособности поверхностных слоев и понижения сопротивления усталости основного металла в результате структурных изменений после нагрева, особенно высокотемпературного. По данным Н. И.Лоша-ковой, после полного удаления оксидированного или азотированного слоя предел выносливости основы ниже исходного на 10—12 %.

1 — глянцевание; 2 — шоковое упрочнение; 3 — прошивка отверстий; 4 — сварка (кинжальное проплаьление); 5 — упрочне* ние в результате структурных превращений.

длительности воздействия излучения на материал. Регулируя эти две характеристики излучения, можно задать энергетические условия, при которых реализуются процессы сварки, прошивки отверстий, упрочнения в результате структурных превращений, лазерного глянцевания, лазерного шокового упрочнения (рис. 1) [56]. Штрихами на этом рисунке представлены линии постоянных удельных энергий (в Дж/см2).

В ряде случаев из-за того, что упрочнение в результате структурных превращений является недостаточным для повышения эксплуатационных характеристик поверхности, целесообразно в процессе обработки вводить легирующие элементы. Для осуществления процесса лазерного легирования необходимо, чтобы температура металла на поверхности достигала значений, немного превышающих тем-

Как граничное, так и сухое трение представляют собой системы, в которых происходит диссипация тепловой энергии и необратимые превращения в металле: диспергирование, усталостное разрушение и разрушение в результате структурных изменений. Тонкая пленка окислов и адсорбированные на ней слои смазки или смеси влаги и кислорода не предохраняют поверхностный слой металла от деформации, упрочнения и последующего разрушения.

Значительные напряжения образуются в поверхностных слоях-в процессе механической обработки. Пластический сдвиг и разрушение металла при снятии стружки сопровождаются возникновением в близлежащих слоях остаточных напряжений разрыва. Чем грубее обработка, т. е. чем больше толщина снимаемого слоя и усилия резания, тем выше остаточные напряжения (при грубом точении стали возникают остаточные растягивающие напряжения 80 — 100 кгс/мм2). К механическим напряжениям присоединяются термические напряжения, являющиеся результатом тепловыделения в зоне резания, а также напряжения, возникающие в результате структурных и фазовых превращений в оЧагах повышенного тепловыделения.

Сталь 40ХСНВФ после НТМО с деформацией при 550°С на 85% и отпуска на 170° С (50 мин) имеет ов = 290 кГ/мм2, ат = 222 кГ/мм2, 6 = 4,1 % и i» = 20%. С повышением температуры отпуска предел прочности уменьшается и после отпуска на 320° С становится равным ов — 247 кГ/мм2. Предел текучести с повышением температуры отпуска от 170° до 260° С возрастает до 230 кГ/мм2, а затем при повышении температуры отпуска снижается до 215 кГ/мм2 (320°С). После закалки сталь приобретает остаточные напряжения, снижающие предел текучести, отпуском они частично снимаются, вследствие чего наблюдается увеличение предела текучести. Упрочнение происходит также и в результате структурных изменений, перераспределения дислокаций, происходящего при отпуске.