На главную

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

Статья по теме: Закалочного упрочнения

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

Скачать полный текст

Роль вакансий в эффекте закалочного упрочнения тщательно исследовалась Маддином и Коттреллом [2]. Они использовали монокристаллы алюминия, выращенные из материала различной чистоты (от 99,6 до 99,997%). Кристаллы были в виде цилиндрических прутков диаметром от 2,5 до 4,5 мм, а также в виде прутков с .прямоугольным или квадратным сечением примерно тех же размеров. Во всех случаях предел текучести увеличивался в результате закалки, продолжая увеличиваться при старении. Наиболее характерные результаты приведены на рис. 1. Примеси, как причина этого эффекта, были исключены, так как упрочнение наблюдалось на образцах различной чистоты и не прогрессировало при продолжении или повторении нагрева.[1, С.192]

Хотя результаты исследования возврата закалочного упрочнения в меди не дают возможности различить дефекты, ответственные за упрочнение, заметная стабильность повышенного предела текучести, т. е. дефектов, обусловливающих упрочнение, указывает на то, что энергия дефектов упаковки в меди должна быть небольшой. Например, она не может быть такой, как в алюминии, поскольку в противном случае дефектами, обусловливающими упрочнение, должны бы быть нерастянутые петли, для исчезновения которых необходима энергия активации, близкая к энергии'активации самодиффузии. Здесь снова следует подчеркнуть, что именно сравнение результатов электронно-микроскопических наблюдений и механических свойств образцов, приготовленных одинаковым способом, должно пролить свет на это явление.[1, С.218]

В предыдущем разделе мы пришли к выводу, что эффект закалочного упрочнения связан с вакансиями. Закаленные с высоких температур дислокационные петли, образованные в результате конденсации вакансий, рассматривались как основные причины упрочнения. Теперь проверим эти выводы в свете экспериментальных данных, полученных методами, отличными от механических испытаний. Самым важным среди них является прямое изучение тонких пленок закаленных металлов в электронном микроскопе. Поскольку электронно-микроскопические исследования детально обсуждаются в других работах, мы остановимся на них только в той степени, в какой они понадобятся при дальнейшем обсуждении вопросов, связанных с закалочным упрочнением.[1, С.204]

Хотя эта теория в основном верна (основным источником закалочного упрочнения являются вторичные дефекты, т. е. дислокационные петли), многие ее положения должны быть пересмотрены в связи с более поздними наблюдениями. Например, при закалке золота с более высоких температур обнаружен тетраэдрический дефект упаковки, а не дислокационная петля [24], а при закалках с более низких температур обнаружены небольшие темные пятна [25, 26].[1, С.200]

Из этих рассмотрений несомненно, что по крайней мере большая часть закалочного упрочнения обусловлена закалочными вакансиями. Маддин и Коттрелл полагали, что адсорбция вакансий на уже существующих дислокациях более важна, чем конденсация вакансий с образованием пустот или дислокационных петель. Они отдают предпочтение механизму адсорбции вакансий, так как дальнейшие исследования скорости наклепа[1, С.193]

Среди предположений Франка [10] и Зейтца (11] имелась гипотеза о конденсации вакансий в дислокационные петли. Ряд исследователей признали возможность объяснения закалочного упрочнения на основе гипотезы о дислокационных петлях. Это относится к тому времени, когда Кульман-Вильсдорф (12] рассмотрела конденсацию вакансий как физический процесс, связанный с происхождением дислокаций. Вскоре после этого Ки-мура и др. |4, ,13] объяснили форму кривых уменьшения электросопротивления после низкотемпературного отжига, замеченного Бауэрли и Кёлером, существованием переменных стоков для вакансий, т. е. образованием при конденсации вакансий дислокационных петель, причем они указали, что, вероятно, этим и обусловлено закалочное упрочнение. Хотя связь конденсации вакансий с дислокационными петлями в настоящее время не является новой, исследования Кимуры, Маддина и Кульман-Вильсдорф явились первой попыткой объяснения сложной природы падения концентрации закаленных вакансий в результате их конденсации и установления соответствия между результатами закалочного упрочнения с результатами измерений электросопротивления. Это стимулировало дальнейшее изучение дислокационных[1, С.189]

Период вплоть до исследований Кимура, Маддина и Кульман-Вильсдорф и Меши и Кауфмана можно считать первым этапом в развитии учения об упрочнении после закалки. В течение этого периода явление закалочного упрочнения в чистых металлах было окончательно установлено и найдено, что оно заключается в процессах конденсации вакансий.,[1, С.190]

Хотя различные исследователи закаливали золото разными методами, дефекты, отличные от тетраэдров и темных пятен, не были обнаружены. Следовательно, их результаты можно сравнивать с результатами закалочного упрочнения.[1, С.205]

Хотя закалочное упрочнение (упрочнение при старении после закалки) происходит, вероятно, за счет миграции закаленных вакансий, все же неясно, какие именно дефекты образуются в результате миграции вакансий и что является причиной упрочнения. Кимура. Маддин и Вильсдорф (13] впервые провели исследование закалочного упрочнения и отжига вакансий путем измерения электросопротивления на чистых металлах. Кроме совпадения в значениях энергии активации как при определении упрочнения, так и при измерении электросопротивления, они заметили, что два вида ^упрочнения соответствуют двум видам кривых отжига закаленных вакансий, отмеченным Бауэрли и Кёлером. Кроме того, Бауэрли и Кёлер-[8] показали, что при закалке ниже 750° С, во-первых, закаленные вакансии отжигаются с энергией активации 0,82 эв, во-вторых, кривая возврата носит экспоненциальный характер и, в-третьих, более чем 99% избыточного электросопротивления отжигается за счет закалочных вакансий.[1, С.198]

В литературе приводятся результаты многочисленных электронно-микроскопических исследований других металлов и сплавов, но эти результаты не были сопоставлены, так как отсутствуют данные по закалочному упрочнению (за исключением нескольких случаев, которые будут рассмотрены ниже). Для получения полной картины закалочного упрочнения необходимо провести исследование ряда различных металлов. Влияние закалки на механические свойства металлов и сплавов с учетом вида дефектов, обусловливающих изменения этих свойств, будет рассмотрено в следующей главе.[1, С.214]

Результаты своих исследований они считают доказательством того, что конденсация вакансий на тетраэдри-ческих дефектах упаковки происходит и при закалке с 700° С. Они предположили, что изменение времени полувозврата (от 50 Ч для закалки с 600° С до 19 ч для закалки с 900° С) для экспоненциального закона уменьшения электросопротивления после закалки может быть объяснено объемной конденсацией вакансий [8]. В этом, по-видимому, заключается единственное наблюдаемое различие в характере закалочного упрочнения в меди и золоте.[1, С.203]

... 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. Цветаева А.А. Дефекты в закаленных металлах, 1969, 385 с.

На главную