Распределения абсолютного

При нагреве после завершения аустенитизации в металле ОШЗ внутри зерен развивается процесс гомогенизации по углероду и другим элементам. Перераспределение элементов происходит в соответствии со значениями градиента химического потенциала в разных участках зерен. При этом вначале возможно временное усиление МХН. Углерод перераспределяется из зон, обогащенных некарбидообразующими элементами, в зоны, обогащенные карби-дообразующими, поскольку первые повышают, а вторые понижают термодинамическую активность углерода. При повышении содержания углерода его активность увеличивается, в результате направление перераспределения углерода изменяется, чему также способствует произошедшее к этому моменту перераспределение других элементов. При нагреве до температур свыше 1370... 1470 К развивается процесс гомогенизации в направлении равномерного распределения элементов по телу зерен. Гомогенизация продолжается также на ветви охлаждения до температур сохранения диффузионной подвижности элементов или температур начала фазовых выделений, например, карбидов в высоколегированных мартенситно-стареющих сталях.

Рассмотренное выше применение ЭОС относится к исследованию приповерхностной области твердого тела. Значительный интерес представляет выявление распределения элементов по глубине образца. Такая возможность представляется при сочетании ЭОС с ионным распылением поверхности. Для таких исследований используют обычно ионные пучки инертных газов с энергией от нескольких сотен до нескольких тысяч электрон-вольт. В этом случае элементный состав определяется после снятия (распылением) определенного слоя с поверхности образца.

имеется возможность изучения химического состава поверхностного слоя по глубине и распределения элементов по поверхности;

ностики объектов, содержащих протоны, и прежде всего органов человека и животных, различных гоплив. С помощью ЯМР-спектроскопии могут быть решены многие медицинские проблемы, так же как и проблемы распределения элементов в материалах и изделиях. Однако, если относительно медицинских исследований общая картина использования ЯМР-спектроскопии ясна, то применительно к промышленным объектам она требует дальнейшего поиска.

В этом методе источником возбуждения спектра служит разряд между шлифом и установленным параллельно плоскости шлифа лезвием. Полученный таким путем линейный источник света резко фокусируется на щель спектрографа. В сфотографированном спектре изменение интенсивности по высоте спектральной линии соответствует изменению концентрации элемента вдоль исследуемого участка поверхности образца. Таким образом по данным спектрограммы можно построить график распределения элементов в диффузионной зоне.

молибден такое исследование было проведено в работе [79]. Биметаллический лист сталь—молибден получали прокаткой в вакууме при 950° С за несколько проходов с общим обжатием 50%. Отжиг проводили в вакууме при температурах от 500 до 1300° С (через каждые 100° С) в течение 1 ч. Характер распределения элементов исследовали с помощью рент-геноспектрального микроанализатора. Сущность этого метода заключается в том, что пучок быстрых электронов направляется на исследуемый участок шлифа. В данном случае образцы размером 6x6x6 мм вырезали из термически обработанного листа таким образом, чтобы в плоскость шлифа попадал молибден, основной металл и переходная зона. Под воздействием пучка электронов атомы металла излучают характеристические рентгеновские лучи, которые затем разлагаются в спектор. Счетчик, установленный под углом Брегга, определяет интенсивность характеристических лучей, которая пропорциональна количеству атомов исследуемого элемента. По интенсивности путем сравнения с эталоном устанавливается концентрация элемента в данном участке шлифа. Локальность метода (данного прибора) 3 мкм (диаметр пятна на поверхности шлифа), погрешность измерения ~ 5% от измеряемой величины, но она зависит также от содержания элемента в фазе и порядкового номера в периодической системе (чем меньше номер элемента, тем меньше и точность определения его концентрации; номер элемента не должен быть меньше 12). Подробнее об этом методе см. в работе [90].

Рис. 59. Кривые распределения элементов химического

' Сколько способов распределения элементов симметрии в пространственной решетке? На этот вопрос впервые дал ответ основатель • кристаллографии Е. С. Федоров. Он показал, что повторяющиеся группы атомов располагаются внутри элементарной ячейки кристалла одним из 280 способов.

Исследование распределения элементов в сплавах. Реальные металлы и сплавы по своему строению неоднородны, и процессы, ведущие к изменению структуры, имеют локальный характер. Эффективное и прямое средство исследования однородности металлич. сплавов — метод авторадиографии. В образце сплава, содержащем радиоактивную примесь, после экспозиции и проявления возникает картина распределения примеси в сплаве (авторадиограмма). Для получения результатов, т. е. четкого изображения с достаточно высокой разрешающей способностью, необходимо при авторадиографии обеспечить плотный и равномерный контакт между исследуемым образцом и фотоэмульсией; экспонировать тонкие образцы; исключить возможность химич. взаимодействия фотоэмульсий и металлич. образца; применять фотоэмульсии, чувствит. к радиоактивному излучению и пригодные для радиографии. Обычно при меняемые эмульсионные слои отличаются малой толщиной (3—10 мк), высокой концентрацией галоидного серебра (более 80%) и малым размером зерна (0,1—0,5 мк). Для улучшения контакта между образцом и фотоэмульсией используют метод полива образца жидкой эмульсией, съемные эмульсии и др. Наиболее совершенный контакт обеспечивает разрешающую способность в ~ 1 мк.

Сплавы, исследование распределения элементов 2—201

При этом параметры законов распределения элементов определялись следующими значениями:а0=1, tnQ = Q, ао= U Ao^l-, 0ор=1. Индекс «АН» обозначает принад« лежность соответствующего параметра автомату надежности. Выигрыш по среднему времени безотказной ра« боты для перечисленных законов распределения времени возникновения отказов показан соответственно на рис- 4.4, а, б, в, г для нагруженного резерва.

При анализе случайных колебаний помимо задачи отыскания распределения абсолютного максимума возникают и другие сложные задачи, необходимость решения которых связана главным образом с получением оценок усталостной долговечности конструкций. При постановке этих задач рассмотрим некоторую реализаций процесса случайных колебаний х (t) и отметим на ней характерные точки и соответствующие им характерные значения рассматриваемого процесса (рис. 4.2):

Пусть за время t произошло п статистически независимых нагружений. Тогда распределение абсолютного максимума процесса XL совпадает с распределением наибольшего значения случайной величины к при п сериях ее наблюдений по п наблюдений в каждой серии. По теореме об умножении вероятностей для условной функции распределения абсолютного максимума (при числе нагружений, равном п) получаем

Число нагружений п за некоторое фиксированное время t является величиной случайной. Поэтому для безусловной функции распределения абсолютного максимума получаем

В последнем равенстве использовано свойство суммы убывающей геометрической прогрессии. Соотношение (4.7) полностью решает задачу об определении функции распределения абсолютного максимума для потоков статистически независимых воздействий.

При произвольных законах распределения интервалов времени между нагружениями и интенсивностей нагружения точное вычисление распределения абсолютного максимума по формуле (4.7) затруднительно. Рассмотрим некоторые упрощающие приемы расчета. Эффективное и достаточно точное решение этой задачи получаем, применяя метод В. В. Болотина, предложенный для стационарных процессов [7]. Заметим, что вероятность превышения воздействиями некоторого уровня за время t равна сумме вероятностей превышения этого уровня один, два и т. д. число раз:

Для функции распределения абсолютного максимума получаем оценку

Подставляя соотношение (4.13) в формулу (4.10), получаем новую оценку для функции распределения абсолютного максимума процессах; (; = 1, 2, ...). Интересно отметить, что для рассмотренного примера три оценки функции распределения абсолютного максимума [см. формулы (4.9), (4.11) и (4.10) с я (х), вычисленным по формуле (4.13)] совпадают.

Другой путь упрощения формул для определения функции распределения абсолютного максимума процесса нагружения заключается в замене значения п в формуле (4.1) на его среднее значение:

и функция распределения абсолютного максимума (4.1) принимает вид

Рис. 4.3. Функции распределения абсолютного макси- , / а 'tpj . \

Отыскание распределения абсолютного максимума в процессах случайных колебаний является одной из наиболее трудных и в то же время наиболее важных задач теории случайных процессов. До настоящего времени эта задача не имеет точного эффективного решения и на практике широко используются приближенные методы. Основные трудности, возникающие при построении распределения абсолютного .максимума в случайных процессах, были рассмотрены на примере простейшего потока случайных статистически независимых воздействий в п. 18. Решение этой задачи применительно к процессам случайных колебаний усложняется необходимостью учитывать статистическую зависимость между нагружениями. Так, если для процесса стационарных случайных колебаний ввести поток его максимумов (%,