Равновесном положении

Описанный выше процесс фиксирования быстрым охлаждением неустойчивого состояния носит название закалки, а последующий процесс постепенного приближения к равновесному состоянию (путем нагрева или длительной выдержки) называется отпуском и старением. Столь разнообразное изменение структуры, достигаемое разной степенью приближения сплава к равновесному состоянию, приводит к разнообразному изменению свойств, чем и обусловлено широкое применение термической обработки, в основе которой заложены процессы неравновесной кристаллизации, в общих чертах описанные выше.

Для изменения свойств сплава необходимо, чтобы в сплаве в результате термической обработки произошли остающиеся изменения, обусловленные фазовыми превращениями. Если металл находился в структурно неравновесном состоянии (в результате предшествующей обработки), то при нагреве, вследствие увеличения подвижности атомов, возможно приблизить металл к равновесному состоянию, тогда термическая обработка возможна, хотя в сплаве не происходит фазовых превращений.

Вторая группа. Если в сплавах при нагреве происходит фазовое превращение (аллотропическое превращение, растворение второй фазы и т. д.), то нагрев выше некоторой критической температуры вызывает изменение в строении сплава. При последующем охлаждении произойдет обратное превращение. Если охлаждение достаточно медленное, то превращение будет полное и фазовый состав будет соответствовать равновесному состоянию.

Между обработкой второй и третьей групп есть общее. И в том, и в другом случае сплав нагревается выше температуры фазового превращения, и окончательное строение приобретает в результате превращения при последующем охлаждении. Однако между обоими видами имеется и принципиальная разница. При обработке по второй группе цель охлаждения — приближение сплава к равновесному состоянию, поэтому охлаждение проводят медленно. При обработке по третьей группе охлаждение быстрое, чтобы отдалить структурное состояние сплава от равновесного.

Четвертая группа. Состояние закаленного сплава характеризуется неустойчивостью. Даже без всякого температурного воздействия в сплаве могут происходить процессы, приближающие его к равновесному состоянию. Нагрев сплава, увеличивающий подвижность атомов, способствует этим превращениям. При повышении температуры закаленный сплав все больше приближается к равновесному состоянию. Такая обработка, т. е. нагрев закаленного сплава ниже температуры равновесных фазовых превращений, называется отпуском. Отпуск, если он происходит при комнатной температуре1 или при невысоком нагреве, называют старением. И при отжиге первого рода, как и при отпуске, сплав приближается к структурному равновесию. В обоих случаях начальную стадию характеризует неустойчивое состояние, только для отжига первого рода оно было результатом предварительной обработки, при которой, однако, не было фазовых превращений, а для отпуска — предшествовавшей закалкой. Таким образом, отпуск — вторичная операция, осуществляемая всегда после закалки.

Если высокая магнитная твердость достигалась получением неравновесной, высокодисперсной структуры, то для получения магнитной мягкости необходимо максимальное приближение к равновесному состоянию, а также необходимо получить крупное зерно, устранить источники, вызывающие искажения решетки и дробление блоков.

где ро2 — парциальное давление кислорода, соответствующее исходному состоянию системы, атм; (Рог)равн — парциальное давление кислорода, соответствующее равновесному состоянию системы (давление диссоциации окисла), атм; т — число атомов металла в молекуле окисла; п — валентность металла; /Ср — константа химического равновесия; ДО?- = — RT 2,303 lg K.p — изменение стандартного изобар но-изотермическо го потенциала (AGr при рог = 1 атм), кал/моль.

Путем гомогенизации (длительного высокотемпературного нагрева) эти сплавы можно привести к равновесному состоянию. При нагреве до высоких температур (по ниже температуры плавления эвтектики) fi-фаза растворяется в а-фазе, или, наоборот, а-фаза в (i-фазе (и зависимости от состава сплава), а как следствие этого эвтектика исчезает.

Медленное охлаждение углеродистых сталей вызывает распад аустенита с образованием феррито-цементитной смеси. Этот процесс состоит из двух стадий: полиморфного превращения у->а и диффузии атомов С с образованием цементита. Перестройка у- в а-решетку происходит мгновенно, а рост пластинок цементита — постепенно: вначале образуются мелкие частицы, которые затем укрупняются. Получаемые структуры и свойства стали отвечают равновесному состоянию.

С о р б и т (С), образующийся при дальнейшей после тростита стадии распада аустенита, является мелкодисперсной смесью феррита и цементита (рис. 8.7,е). Эту структуру можно получить при охлаждении стали со скоростью 40—50° С в 1 сек (см. рис. 8.6) или в результате распада мартенсита при нагреве до температур 550—650° С. Сорбит по своему равновесному состоянию близок к перлиту, но имеет большую степень раздробленности частиц. Его твердость отличается от перлитной на 100 НВ, он более вязок и упруг.

Направленное движение ионов и электронов в плазме может быть вызвано двумя причинами: электрическим полем, создающим ток, или же разницей в концентрации частиц между различными участками плазмы. Кроме того, в неравномерно нагретой плазме обмен частицами между областями с различной температурой создает механизм плазменной теплопроводности, благодаря которому через плазму идет поток тепловой энергии. Перечисленные процессы объединяются общим названием—явление переноса. Они обеспечивают переход от неравновесного к равновесному состоянию.

2° Рассмотрим, далее, в тех же масштабах характеристику регулятора, т. е. его зависимость F'n\ = F'n\ (x) (рис. 20.9, кри-. вая b — Ь). Точка с пересечения прямой От с характеристикой Ъ — b регулятора определяет то положение хи центра груза, при котором регулятор находится в равновесном положении при постоянной угловой скорости Ир, так как в этом положении равны по величине и противоположны по направлению силы F'ai и F'!l2. Пусть, далее, регулятор выведен из своего равновесного положения, например, опусканием муфты; при этом центры грузов сблизятся и будут находиться от оси вращения регулятора на расстоянии х1 < х0. Если после этого мы предоставим регулятор самому себе, то он окажется под действием центробежной силы F'nz, величина которой определится ординатой d'c', большей ординаты d'b', соответствующей величине силы F'n\. Под действием избыточных центробежных сил грузы будут расходиться, пока не вернутся в равновесное положение, соответствующее точке с.

2. Какой будет при равновесном положении бруса опорная реакция R в шарнире.

Задача XI 1-16. Жидкость в трубе, подключенной к воздушному колпаку поршневого насоса, выведена из положения равновесия. Пренебрегая сопротивлением, определить частоту собственных колебаний жидкости, если длина трубы, заполненной жидкостью, L, площадь ее поперечного сечения /, площадь сечения колпака F и объем воздуха в колпаке при равновесном положении уровней W 0.

2. Какой будет при равновесном положении бруса опорная реакция R в шарнире.

Задача XII—16. Жидкость в трубе, подключенной к воздушному колпаку поршневого насоса, выведена из положения равновесия. Пренебрегая сопротивлением, определить частоту собственных колебаний жидкости, если длина трубы, заполненной жидкостью, L, площадь ее поперечного сечения /, площадь сечения колпака F и объем воздуха в колпаке при равновесном положении уровней W0.

проходит небольшой поток жидкости (1—2 л/ мин). Плунжер основного нормально открытого регулирующего органа с двух сторон имеет каналы управления. Через левый из них повышенное давление в линии А, перемещая плунжер, частично закрывает поток жидкости от насоса Н, а правый поддерживает плунжер в равновесном положении.

2° Рассмотрим, далее, в тех же масштабах характеристику регулятора, т. е. его зависимость F'ni — F'n\ (x) (рис. 20.9, кривая b — b). Точка с пересечения прямой От с характеристикой b — b регулятора определяет то положение х0 центра груза, при котором регулятор находится в равновесном положении при постоянной угловой скорости <0Р, так как в этом положении равны по величине и противоположны по направлению силы Р'п\ и Р'п2. Пусть, далее, регулятор выведен из своего равновесного положения, например, опусканием муфты; при этом центры грузов сблизятся и будут находиться от оси вращения регулятора на расстоянии *! < х0. Если после этого мы предоставим регулятор самому себе, то он окажется под действием центробежной силы Р'П2, величина которой определится ординатой d'c'', большей ординаты d'b', соответствующей величине силы Р'п\. Под действием избыточных центробежных сил грузы будут расходиться, пока не вернутся в равновесное положение, соответствующее точке с.

Для определения уравновешивающей силы Рур воспользуемся известным из теоретической механики уравнением, выражающим принцип возможных перемещений; он может быть сформулирован следующим образом: при равновесном положении системы материальных точек работа действующих на нее сил на возможных перемещениях их точек приложения равна нулю.

удерживающего вектор Jm в равновесном положении. Это поле называют полем анизотропии.

представляет собой возмущение. Нулевое значение вычитаемого во второй разности в (18.1) объясняется тем, что в равновесном положении скорости равны нулю. Нуль в скобках при символах qt и ф (i = 1, ..., k) указывает на то, что эти величины относятся к начальному моменту — к моменту возмущения, от которого начинается вызванное им движение системы и соответственно отсчет времени. Часть из разностей в (18.1) может равняться нулю. Исключается случай одновременного равенства нулю всех этих разностей, поскольку это означает отсутствие возмущения. Нас же интересует характер движения системы в возмущенном состоянии. Разности qi(Q) — qi будем называть начальным смещением, а (ji(Q)— 0 — начальной скоростью.

Предохранение разгрузки управляемой магистрали при падении давления питания клапаном ограничено во времени. Это вызывает некоторые неудобства 'в настройке режимов, поскольку заставляет визуально следить за давлением в системе питания. В двухканальной системе управления, показанной на рис. 12, б, осуществляется автоматическое дозирование масла во вновь присоединяемый канал так, что давление питания остается выше давления в управляемом канале. Дроссельные челноки дозаторов находятся в равновесном положении под действием давления питания, давления в управляемой системе и натяжения пружин противодавления. Натяжение этих пружин определяет перепад между давлением в управляемом канале и давлением в магистрали питания. При уменьшении этого перепада челнок дозатора перекроет питание второго канала.