Скоплений дислокаций

По найденной величине dp определяют все остальные размеры подходящей стандартной резьбы. Гайку также подбирают по стандарту, но при необходимости может быть сконструирована специальная гайка.

Для исследования вопросов прочности соединения фаз разработана методика и сконструирована специальная установка, позволяющая изучать зависимость прочности адгезионных соединений в композиционных материалах от соотношения величины нормальных и касательных напряжений в зоне раздела компонент, т. е., по существу, до некоторой степени управлять видом напряженного состояния системы. Особенностью разработанной методики является использование образца, состоящего из двух одинаковых жестких полуколец, соединенных между собой с помощью исследуемой связи. Нагружающая сила приложена к внутренней поверхности кольца в диаметрально противоположных точках. Схема нагружения образца показана на рис. 65, где образец из двух полуколец /, соеди-

Для охлаждения вторым способом была сконструирована специальная камера. Она состояла из трубы с теплоизолированными стенками, по которой на ленточном транспортере подавался лом. На выходе лом обливался жидким азотом, а холодный газообразный азот, образующийся при этом, поступал по направлению к входу, проходя через лом в загрузочном бункере. Первая модель установки хорошо работала лишь на медной проволоке. Для обработки автомобильного лома была изготовлена вторая модель больших размеров.

Результаты лабораторных испытаний были подтверждены при стендовых-испытаниях, для проведения которых была сконструирована специальная установка. В установке закреплялся эталонный валик диаметром 40 мм и длиной 140 мм, изготовленный из стали марки ЗОХГСНА, термически обработанный аналогично исследуемым деталям самолетов. С помощью специального привода валику сообщалось возвратно-поступательное движение.

них лет проводились исследования износа этого материала с помощью метода радиоактивных индикаторов Для исследования износостойкости была сконструирована специальная установка. Испытания проводились при скольжении торцов двух цилиндрических образцов диаметром 10 мм по неподвижному диску диаметром 50 мм при режимах, характерных для

Одной зарубежной фирмой сконструирована специальная установка для автоматической проверки линейности высокоточных потенциометров с записью результатов на бумажную ленту. Потенциометр устанавливается в специальное приспособление на поворотном столике и закрепляется. После этого выполняются соответствующие электрические включения цепи контроля. Цепь контроля содержит в себе эталонный потенциометр на 150 000 ом диаметром 10 дюймов. При записи используется электродвигатель со специальным усилителем.

Для количественного изучения диффузии кислорода из окис-ного топлива через стенки цилиндрического молибденового эмиттера при 1900 К была сконструирована специальная установка (рис. 6.3), которая состоит из молибденового цилиндрического эмиттера с тремя симметрично расположенными по периферии каналами для загрузки испытуемых таблеток из двуокиси урана. В центральный канал эмиттера снизу вставляется нагреватель с электронной пушкой для равномерного поддержания температуры эмиттера на уровне 1900 К. Спеченные таблетки из необогащенной двуокиси урана перед загрузкой в ка-

Для оценки сравнительной износостойкости графитовых антифрикционных материалов была сконструирована специальная испытательная машина и разработана методика испытаний. Схема машины представлена

.теплоотдачи была сконструирована специальная установка (рис. 1). Моделировали температурный режим работы котла, который заключается в том, что на внутреннюю поверхность стенки, предварительно нагретой по всей толщине до температур 140—160° С,

Для исследования характера изменения каналов радиозрения у антенн различных типов, в зависимости от удаления от их срезов, сконструирована специальная универсальная установка для исследования и фотографирования электромагнитных полей СВЧ [2].

Для многорядного шипования труб на ЗиО была сконструирована специальная установка типа АШ-2, предназначенная для одновременной приварки двух шипов по односторонней схеме (см. рис. 2-18) к трубам диаметром 32—42 мм (применяемый ЗиО сортамент труб).

Коррозионно-механическая стойкость и долговечность работы любого металлического оборудования в основном определяются изменениями, происходящими в тонкой структуре металла (плотность и конфигурация скоплений дислокаций, микродеформация кристаллической решетки) при его изготовлении и эксплуатации под воздействием механических напряжений, как правило, сопровождающихся одновременным воздействием окружающей коррозионно-активной среды. Величина и характер этих изменений существенно влияют на физико-механические и электрохимические свойства металлов, вызывая значительные отклонения параметров его исходного состояния. Это может привести к материально-техническим потерям из-за преждевременного выхода из строя металлического оборудования и необходимости его замены еще до выработки нормативного срока службы. Особенно интенсивно изменения субструктуры металла происходят при действии переменных нагрузок, причем эти изменения отличаются сложной кинетикой протекания [39], включающей в себя чередование стадий деформационного упрочнения и разупрочнения. Этот факт при общепринятой оценке усталостной долговечности не учитывается, и на макроуровне все материалы однозначно делятся на циклически упрочняющиеся, циклически стабильные и разупрочняю-щиеся. Поэтому при определении усталостной долговечности материалов различного оборудования необходим тщательный учет состояния их тонкой структуры в течение всего времени эксплуатации при заданных параметрах нагружения. Это возможно выполнить, так как существующие физические и электрохимические методы исследований (рентгенография, электронная микроскопия, микротвердость, твердость, прицельные электрохимические измерения) инструментально позволяют оценить локальные явления при усталости и коррозионной усталости. Между тем существующие нормы и методы расчета на прочность и долговечность оборудования, работающего в сложных, периодически изменяющихся, зачастую осложненных действием коррозионной среды условиях

1 Явление обогащения дефектных участков (структурных пеодпородностсй; в объеме твердого тела атомами растворенного компонента, ведущего к снижению избыточной энергии дефектов, носит название сегрегации без выделения, или, п> В. И. Архарову, внутренней адсорбции. Такое явление наблюдается па границах зерен, субзерен, в местах скоплений дислокаций и т. д. Положнтельиук адсорбционную активность растворенных примесей называют горофильносшьт а примеси, обладающие такой активностью, горофильными.

Большеугловая граница рассматривается как область скоплений дислокаций, а сопряжение узлов достигается в результате значительных локальных искажений решетки. При произвольном угле разориентации отсутствует какая-либо периодичность в расположении узлов совмещения и искажения решетки, и это распространяется на приграничную зону относительно большой ширины (примерно до 100 параметров решетки) (рис. 13.9,6). При нескольких определенных углах разориентации, характерных для каждого типа решетки, образуются так называемые специальные границы. Они имеют определенную периодичность совмещенных узлов и практически идеальное сопряжение решеток (рис. 13.9,в). При этом толщина приграничного слоя с искаженной решеткой составляет всего 2...3 параметра решетки. Искажения решетки на границе и в приграничных зонах приводят к повышению на этом участке металла потенциальной энергии. Эта энергия равна 1,0...10 Дж/м2 и сильно зависит от состава и разориентации соседних зерен.

2) определяющее значение в возникновении акустических сигналов имеют механизмы переходного излучения (выход дислокаций на поверхность, аннигиляция дислокаций, образование скоплений дислокаций).

располагаясь при этом на более близком расстоянии друг от друга, т. е. концентрируются вблизи вершины надреза, трещины и т. п. (рисунок 2.1.1, б). Плотность силовых линий вблизи вершины дефекта зависит от его формы. Вблизи вершины длинной острой трещины плотность силовых линий особенно велика. Таким образом, в зоне, непосредственно прилегающей к вершине трещины, величина силы, приходящейся на единицу площади, больше и, следовательно, выше локальное напряжение. Для идеально упругого твердого тела легко можно рассчитать возрастание напряжений вблизи вершины эллиптического отверстия. Аналогичные расчеты могут быть выполнены с достаточной степенью точности и для твердых тел, содержащих отверстия (надрезы, трещины) другой формы. Наиболее часто трещины возникают у вершин скоплений дислокаций вблизи каких-либо барьеров: включений избыточных фаз, границ зерен, двойников, сидячих дислокации и т. д. В непосредственной близости от барьера (рисунок 2.1.2, а) краевые дислокации в плоском скоплении могут под действием напряжений оказаться настолько тесно прижатыми друг к другу, что их экстраплоскости сливаются, а под ними образуется зародышевая микротрешина. Эта схема прямо предполагает необходимость некоторой пластической деформации, достаточной для образования дислокационных скоплений. Трещина образуется в плоскости, перпендикулярной плоскости скольжения дислокации, под действием растягивающих напряжении, в результате концентрации касательных напряжений в головной части скопления. Расчеты показывают, что при действии такой модели трещина возникает при величине локальных касательных напряжений у вершины скопления 10"' G. Этому соответствует образование скопления из 102 — 103 дислокации. Параметр G введен Ирвином, физический смысл этого параметра состоит в том, что он характеризует работу, которую надо затратить на образование новой поверхности трещины единичной длины или переместить фронт трещины единичной длины на единичное расстояние. Другая разновидность зарождения трещин у барьеров при возникновении скоплений дислокации в параллельных плоскостях скольжения показана на рисунке 2.1.2, б.

рождаются и мигрирует дефекты, взаимодействуют поля микроне-пряжении областей различного масштаба. Поэтому актуальной представляется аадачо изучения механизмов образования и существования дефектов у процессе изготовления материала и при дальнейшей его обработке. Ив менее интересно изучение корреляции полученной информации с количественными характеристиками материала. При этом желательно проведение намерения с помощью методов исследования, основанных на одних принципах. Широкие перспективы для проведения таких исследований предоставляют методы акустической микроскопии, развиваемые я мире я последние 10^15 лет (1, 2. Они основаны но взаимодействии акустических ноли (ЛИ) с частотами от 10 МГц до нескольких ГГц со структурными образованиями исследуемых объектов, Режим визуализации позволяет формировать акустические изображения дефектов различной природы, размеров, типов. Проведенные исследования достоверно показали, что в чистых металлах, спла-нпх можно обнаруживать и определять размеры фазовых включений, двойниковых структур, упругих неоднородностей, питтикговых пор, микротрещин и т. п. Причем, благодаря тому факту, что большинство металлов и сплавов являются прозрачными для АВ используемого див-н'ааона, перечисленные дефектные образования можно визуализировать ме только но поверхности, но и в объеме исследуемого объекта или под сдоями различных покрытий. Значительные преимущества представляет количественный метод определения упругих характеристик по значениям скорости Уц„и поверхностных акустических ноли. Наученные дефектные обриаоиания ими.чи характерные размеры от К)8 м до Ю4 м И ГЛУЙННЫ аалрганил ОТ 10й до JO'11 м. расчеты знамений упругих моделей и сталях различных кл истов, основанные на лучевой модели и работе* (4, 5], показали; что вблизи дефектов типа микротрещим, питтин-ГОВ, включений, скоплений дислокаций, эти характеристики образце изменяются* ЧТО приводит к изменению акустического контраста на ИаобраЖОНИИХ, Полученные результаты позволяют перейти к разработ-КР способе ОП{Н<ДОЛ*ИИЯ локальных областей критических напряжений К областей заюжлеини дефектов, а также трансформации образовавшихся структур и упругих характеристик в процессе деформации образца. Акустические методы позволят существенно повысить объем и достоверность информации при изучении образования о неравновесных днесигштшшых уродах устойчивых регулярных структур. Происходящие и)Ж $ггом процессы самоорганизации идут с образованием локализованных дефектов, дислокаций, чисти неподобных структур. Существующие сканирующие акустические микроскопы (3] позволяют научать И сами вти дефекты, а их влияние на упруго-механические ха-pHRTppHfttiiKH образцов кик в статическом режиме, так и в условиях динамического погружение и деформации. Зги предоставляет возможность понимания механизмов образовании м развития локальных

К пассивным методам АК относят акустика-эмиссионный метод (см. § 2.7), в котором используют бегущие волны (рис. В.7). Явление акустической эмиссии (от лат. emissio — испускание, излучение) состоит в излучении упругих волн материалом ОК в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин, превращения кристаллической структуры, движение скоплений дислокаций, — наиболее характерные источники акустической эмиссии. Контактирующие с ОК преобразователи принимают упругие волны и позволяют установить наличие источника эмиссии, а при обработке сигналов, проходящих от нескольких преобразователей, — также расположение источника.

располагаясь при этом на более близком расстоянии друг от друга, т. е. концентрируются вблизи вершины надреза, трещины и т. п. (рисунок 2.1.1, б). Плотность силовых линий вблизи вершины дефекта зависит от его формы. Вблизи вершины длинной острой трещины плотность силовых линий особенно велика. Таким образом, в зоне, непосредственно прилегающей к вершине трещины, величина силы, приходящейся на единицу площади, больше и, следовательно, выше локальное напряжение. Для идеально упругого твердого тела легко можно рассчитать возрастание напряжений вблизи вершины эллиптического отверстия. Аналогичные расчеты могут быть выполнены с достаточной степенью точности и для твердых тел, содержащих отверстия (надрезы, трещины) другой формы. Наиболее часто трещины возникают у вершин скоплений дислокаций вблизи каких-либо барьеров: включений избыточных фаз, границ зерен, двойников, сидячих дислокации и т. д. В непосредственной близости от барьера (рисунок 2.1.2, а) краевые дислокации в плоском скоплении могут под действием напряжений оказаться настолько тесно прижатыми друг к другу, что их экстраплоскости сливаются, а под ними образуется зародышевая микротрещина. Эта схема прямо предполагает необходимость некоторой пластической деформации, достаточной для образования дислокационных скоплений. Трещина образуется в плоскости, перпендикулярной плоскости скольжения дислокации, под действием растягивающих напряжении, в результате концентрации касательных напряжений в головной части скопления. Расчеты показывают, что при действии такой модели трещина возникает при величине локальных касательных напряжений у вершины скопления 10"1 G. Этому соответствует образование скопления из 102 — 103 дислокации. Параметр G введен Ирвином, физический смысл этого параметра состоит в том, что он характеризует работу, которую надо затратить на образование новой поверхности трещины единичной длины или переместить фронт трещины единичной длины на единичное расстояние. Другая разновидность зарождения трещин у барьеров при возникновении скоплений дислокации в параллельных плоскостях скольжения показана на рисунке 2.1.2, б.

зерна. Повышение прочности при этом вызывается уменьшением возможности образования плоских скоплений дислокаций значительной протяженности, что резко снижает роль концентрации напряжений у головы скопления в развитии пластической деформации и разрушения. Это, в свою очередь, способствует более равномерному деформированию нагруженного объема металла в целом и повышению сопротивления деформированию.

Мотт [34] интерпретировал элементарный процесс полигонизации как переползание краевых дислокаций из плоскостей скольжения вследствие термической активации, приводящей к перестройке горизонтальных скоплений дислокаций в вертикальные. Движущей силой при этом является упругое взаимодействие дислокаций, которое для вертикальных рядов меньше, чем для горизонтальных.

Наиболее характерным пассивным методом, использующим бегущие волны, является акустико-эмиссионный метод (рис. 21, е). При акустической эмиссии упругие волны излучаются самим материалом в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин, аллотропические превращения, движение скоплений дислокаций, — наиболее характерные источники акустической эмиссии. Контактирующие с изделием пьезопреобразова-тели принимают упругие волны и позволяют установить место их источника (дефекта).