На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Дендритной структуры

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Отрицательное влияние макродендритной структуры на механические свойствах литых сплавов хорошо известно. Оно обусловлено неоднородностью структуры и химического состава литых сплавов. Таким образом, хотя дендритная структура и обладает фрактальностью, ее влияние на свойства сплавов неблагоприятно. Причины связаны с условиями ее формирования. По-видимому, ее нельзя отнести к самоорганизующимся структурам в том смысле, как это свойственно для диссипативных структур,[12, С.81]

Кроме того, ликвация при наличии дендритной структуры может привести к появлению относительно хрупких зон или зон с пониженной сопротивляемостью действию коррозионной среды. Наиболее современные методы производства стали обеспечивают процесс непрерывного литья, который способствует уменьшению ликвации.[9, С.57]

Интересным фрактальным объектом является дендритная структура литого металла, как бы копирующая строение дерева. В усадочной раковине 100-тонного стального слитка Д.К. Чернов обнаружил дендрит длиной в 39 см (рисунок 2.9, а). Традиционно для количественного описания дендритной структуры используют параметр в виде расстояния между дендритами, зависящего от скорости охлаждения. Для дендритов характерна степень ветвления (рисунок 2.9, б). Она отражает фрактальную природу этого типа микроструктур, формирующуюся при таких условиях, когда направление роста ветвей дендрита контролируется направлением потока тепла, сопровождающимися переходами устойчивость - неустойчивость - устойчивость. Отмечена широкая область геометрических форм степеней локального порядка в дендритной структуре сплава. В настоящее время рост дендрита рассматривают с позиции контролирующего влияния на процесс роста диссииативной структуры. Компьютерный расчет дендритов и определение фрактальной размерности его структуры позволил отнести дендриты к классу фрактальных агрегатов Виттен-Сандера (рисунок 2.10) [12].[1, С.90]

Интересным фрактальным объектом является дендритная структура литого металла, как бы копирующая строение дерева. В усадочной раковине 100-тонного стального слитка Д.К. Чернов обнаружил дендрит длиной в 39 см (рисунок 2.9, а). Традиционно для количественного описания дендритной структуры используют параметр в виде расстояния между дендритами, зависящего от скорости охлаждения. Для дендритов характерна степень ветвления (рисунок 2.9, 6). Она отражает фрактальную природу этого типа микроструктур, формирующуюся при таких условиях, когда направление роста ветвей дендрита контролируется направлением потока тепла, сопровождающимся переходами устойчивость - неустойчивость - устойчивость. Отмечена широкая область геометрических форм степеней локального порядка в дендритной структуре сплава. В настоящее время рост дендрита рассматривают с позиции контролирующего влияния на процесс роста диссипативной структуры. Компьютерный расчет дендритов и определение фрактальной размерности его структуры позволили отнести дендриты к классу фрактальных агрегатов Виттен-Сандера (рисунок 2.10) [12].[3, С.91]

В соответствии с преимущественно межзеренным характером распространения разрушения изломы длительного статического нагружения при высоких температурах имеют зернистое макростроение. В деформируемых сплавах, особенно с размером зерна десятые доли миллиметра и более, зернистость излома выражена очень четко (рис. 62). В литейных сплавах из-за сложных очертаний границ, повторения границами зерен дендритной структуры материала зернистость излома во многих случаях не проявляется и отличить межзеренное разрушение от внутризе-ренного по строению излома очень сложно (рис. 63). Внутризе-ренное разрушение, более типичное для однократного нагружения, приводит в большинстве случаев к образованию излома с заметными следами пластичности, т. е. наличию на изломе волокнистости. Волокнистость, как правило, отсутствует на меж-зеренных изломах длительного статического нагружения—-это и помогает их расшифровывать. Этот признак легче всего установить сравнением строения зоны длительного развития трещины и долома. Присутствие на изломе различных по строению зон {конечные скосы в данном случае не принимаются во внимание) указывает на малую вероятность однократного разрушения.[7, С.91]

Одними из самых сложных для металлографического изучения являются самофлюсующиеся покрытия системы N1 — Сг — В — —Si — С, состоящие из твердого раствора на основе никеля, эвтек-тик сложного состава, упрочняющих фаз (фото 19, б — м). Структура частицы порошка сплава ПН77Х15СЗР2 показана на фото 19, а. Методом химического травления выявлено четкое дендритное строение частицы. При неполном проплавлении напыленного покрытия это строение сохраняется (фото 19, б). Изменение температуры оплавления заметно отражается на структуре, а следовательно, и на свойствах покрытий. Наилучшие свойства обеспечивает однородная по сечению структура с мелкодисперсными выделениями упрочняющей фазы (фото 19, -г, к). Чрезмерное повышение температуры оплавления сплавов приводит к огрублению структуры, образованию крупных выделений упрочняющей фазы (фото 19, в, д), формированию дендритной структуры (фото 19, е). Результатом огрубления структуры самофлюсующихся сплавов является снижение механических свойств покрытий. Особенно тщательно необходимо контролировать размер выделений упрочняющей фазы, которая, согласна литературным данным и результатам исследований, полученным в Лаборатории ИГД СО АН СССР, представлена карбидами, боридамц и карбоборидами хрома, борокарбидами никеля.[5, С.159]

Как и при литье алюминиевых и медных сплавов, давление препятствует возникновению развитой дендритной структуры (при давлении 6—8 МН/м2).[4, С.65]

Полученная выпрессовкой ниже температуры растворени! Э"-фазы заготовка обладает рекристаллизованной мелкозер нистой структурой, в которой почти полностью отсутствую1 первичные границы между частицами порошка и какие—либ( следы дендритной структуры исходного порошка (рис. 17.10 [21]. Конкретная структура зависит от размера исходной порошка и технологии его приготовления [20]. Все вышеупо мянутые структуры получены при размере исходной порошка —150 меш.[11, С.236]

В работе [161] была изучена природа послойной кристаллизации в аустенитной нержавеющей стали ООХ16Н15МЗБ и показано, что устранение или снижение интенсивности этого явления возможно при стабилизации электрического режима, выборе массы слитка, флюса и режима, определяющих максимальный запас тепла в шлаке и меньший теплоотвод через кристаллизатор. Поскольку послойная кристаллизация вызвана только изменением дендритной структуры металла при затвердевании слитка и не влияет на механические, антикоррозионные, физические и другие свойства стали, она не является дефектом.[10, С.271]

Травитель 1а [10—20 мл H2SO4; 90—80 мл Н2О]. Кешиан [3] предложил использовать этот раствор в горячем состоянии (при 70° С). Им вытравливают преимущественно сульфидные включения. Для выявления крупных пор наиболее подходит 10%-ный раствор серной кислоты (травление в течение 24 ч); такие же результаты дает травление 20%-ным раствором в течение 6 ч. Различное применение находят растворы еще больших концентраций. 25%-ный раствор серной кислоты рекомендован для выявления фигур деформации и дендритной структуры. Травление проводят при комнатной температуре в течение 8—16 ч.[6, С.46]

Изготовление. В процессе охлаждения эвтектического или почти эвтектического состава в "нормальной" эвтектической системе при ступенчатом температурном градиенте формируется волокнистая или пластинчатая (ламельная) структура, имеющая явно выраженную преимущественную направленность. Входящие в состав структуры а- и /3-фазы могут быть сплавами, интерметаллическими соединениями или же неметаллами, например карбидами. Необходимым условием роста направленной структуры является поддержание отношения температурного градиента между жидкой и твердой фазами G к скорости затвердевания R на строго определенном критическом уровне. Слишком низкое отношение G/R приводит к образованию ненаправленной дендритной структуры или частично направленной (ячеистой) структуры. Для сохранения плоской границы раздела между твердой и жидкой фазами, что совершенно необходимо для формирования направленной структуры, важными условиями также являются наличие инертной атмосферы и высокая чистота исходных материалов.[11, С.299]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванова В.С. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов, 1998, 368 с.
2. Рахманкулов М.М. Технология литья жаропрочных сплавов, 2000, 464 с.
3. Иванова В.С. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов. Ч.1, 1998, 146 с.
4. Батышев А.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением, 1977, 152 с.
5. Тушинский Л.И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий, 1986, 216 с.
6. Беккерт М.N. Справочник по металлографическому тралению, 1979, 340 с.
7. Гордеева Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов, 1978, 200 с.
8. Кудрявцев И.В. Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 2, 1968, 498 с.
9. Уайэтт Л.М. Материалы ядерных энергетических установок, 1979, 256 с.
10. Бородулин Г.М. Нержавеющая сталь, 1973, 319 с.
11. Симс Ч.Т. Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн2, 1995, 369 с.
12. Иванова В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении, 1994, 384 с.
13. Лашко С.В. Проектирование технологии пайки металлических изделий Справочник, 1983, 280 с.
14. Неймарк В.Е. Модифицированный стальной слиток, 1977, 200 с.
15. Гордеева Т.А. Анализ Изломов при оценке надежности материалов, 1978, 200 с.

На главную