Деформационного микрорельефа

эффекты, но связан с малыми энергиями ангармонических членов колебательного спектра теплового движения атомов, второй—глав* ным образом ответствен за механические и прочностные свойства кристаллов, а потому связан с большими энергиями. При наложении обоих процессов сочетаются эффекты разного порядка значимости, и сообразно размерам энергетических вкладов этих эффектов при определении деформационного изменения термодинамического потенциала тела в результате всестороннего сжатия или растяжения следует пренебречь термоупругостью как эффектом более высокого порядка.

В случае образования плоских скоплений из п дислокаций локальный ток растворения становится пропорциональным ехр [пАф° (х)/Ь], поскольку величина деформационного изменения локального стандартного потенциала возрастет в п раз.

Порядок величины экспериментально найденного деформационного изменения работы выхода электрона 0,1—0,15В [89] находится в согласии с приведенным выше расчетом (см. п. 4, стр. 95).

Возможность практического использования полученного соотношения для определения деформационного изменения тока коррозии обосновывается так же," как и в известном методе снятия реальных поляризационных кривых для определения скорости коррозии металла на основе кинетической теории коррозии: идеальные поляризационные кривые, определяющие стационарный потенциал и ток коррозии, рассматриваются как продолжение тафелевских участков реальных поляризационных кривых. Это, очевидно, справедливо для электрохимически «гомогенной» поверхности, но также может быть принято для технических металлов (железа, никеля, свинца и Др.), поскольку наблюдалось удовлетворительное совпадение результатов, полученных измерением скорости коррозии непосредственно по убыли массы и расчетом по поляризационным кривым [54]. На рис. 59 реальные поляризационные кривые показаны сплошными линиями. Для практического расчета скорости коррозии в формулу (232) следует подставлять величины сдвигов потенциалов, определенные сечением реальных анодных и катодных поляризационных кривых для произвольно выбранного значения плотности тока гальваностатической поляризации в пределах тафелевских участков. , Из соотношения (229) видно, что изменение стационарного {Потенциала вследствие деформации электрода не является однозначной функцией термодинамического состояния металла (обу-;словливающего анодное поведение) из-за участия катодного про-щесса. Поэтому _выявление взаимосвязи напряженного состояния металла и его электрохимических свойств должно проводиться только в условиях внешней поляризации до значений потенциала, обеспечивающих преимущественное протекание реакции анодного растворения (т. е. в области тафелевского участка анодной поляризационной кривой). Измеренные таким способом значения потенциала при гальваностатической поляризации или плотности тока при потенциостатической поляризации могут использоваться для

Вследствие тождественности деформационного сдвига потенциала нулевого заряда и деформационного изменения работы выхода электрона проанализируем нелокальные явления на примере измерения КРП. Интенсивность потока термоионной эмиссии характеризуется формулой Ричардсона:

Выражение для ? (ю) зависит от топографии деформации трубопровода, т. е. от топографии распределения деформационного изменения электродного потенциала металла:

Вид функции Ё (к) определяется физико-механическим состоянием металла в каждой точке, выражающимся величиной деформационного изменения стандартного потенциала, которая исследовалась в предыдущих главах.

обусловленного ненулевым кинетическим давлением вследствие энгармонизма, и процесса, обусловленного симметричными силами взаимодействия атомов. Первый процесс дает термоупругие эффекты, но связан с малыми энергиями ангармонических членов колебательного спектра теплового движения атомов, второй — главным образом ответствен за механические и прочностные свойства кристаллов, а потому связан с большими энергиями. При наложении обоих процессов сочетаются эффекты разного порядка значимости. Сообразно размерам энергетических вкладов этих эффектов при определении деформационного изменения термодинамического потенциала тела в результате всестороннего сжатия или растяжения следует пренебречь термоупругостью как эффектом более высокого порядка.

В случае образования плоских скоплений из п дислокаций локальный ток растворения становится пропорциональным ехр [п Аф° (х)/Ь], поскольку величина деформационного изменения локального стандартного потенциала возрастает в п раз.

Уменьшение работы выхода электрона, обусловленное пластической деформацией и образованием дефектов структуры широко исследовалось экспериментально. Порядок величины найденного деформационного изменения работы выхода электрона 0,1 — 0,15 В [97] находится в согласии с приведенным выше расчетом.

Возможность практического использования полученного соотношения для определения деформационного изменения тока коррозии обосновывается так же, как и в известном методе снятия реальных поляризационных кривых для определения скорости коррозии металла на основе кинетической теории коррозии: идеальные поляризационные кривые, определяющие стационарный потенциал и ток коррозии, рассматриваются как продолжение тафелевских участков реальных поляризационных кривых. Это, очевидно, справедливо для электрохимически «гомогенной» поверхности, но также может быть принято для технических металлов (железа, никеля, свинца и др.), поскольку наблюдалось удовлетворительное совпадение результатов, полученных измерением скорости коррозии непосредственно по убыли массы и расчетом по поляризационным кривым [60]. На рис. 66 реальные поляризационные кривые показаны сплошными линиями. Для практического расчета скорости коррозии в формулу (245) следует подставлять величины сдвигов потенциалов, определенные сечением реальных анодных и катодных поляризационных кривых для произвольно выбранного значения плотности тока гальваностатической поляризации в пределах тафелевских участков.

В то время как одни двойники увеличивались в размерах, другие, достигнув предельной длины, исчезали вследствие механохимического растворения (сглаживания) деформационного микрорельефа; с течением времени исчезали все линии двойников, а также и след накола. Одновременно с ростом наиболее активных линий и исчезновением менее активных вблизи накола возникали выстроен-

Рис. 40. Механохимическое растворение (сглаживание) деформационного микрорельефа и вновь возникшие двойники — светлые полосы. хЗЮО

Ф — угол между осью образца и направлением скольжения. При заданной величине 0 вероятность развития скольжения выше для тех преимущественных систем скольжения, где фактор ориентации cos 0 cos ф имеет наибольшее значение. Следовательно, величина растягивающего напряжения, необходимого для обеспечения скольжения в различно ориентированных зернах поликристалла, различна в зависимости от кристаллографической ориентации зерна относительно оси образца, и поэтому при or = const в разных зернах скольжение будет развиваться по различным системам кристаллографических плоскостей (преимущественно вдоль базисных плотноу пакованных), а в отдельных неблагоприятно ориентированных зернах может вообще не развиваться. С этим связана неравномерность распределения деформационного микрорельефа на поверхности поликристаллического материала, особенно при относительно небольших степенях деформации, когда скольжение развивается в ограниченной системе плоскостей, расположенных под различными углами к поверхности зерен. Увеличение степени деформации способствует более равномерному распределению микрорельефа между различными зернами как вследствие вовлечения новых систем скольжения, ранее не действовавших из-за неблагоприятной ориентировки и недостаточности «стартового» напряжения, так и вследствие фраг-

Неравномерность распределения деформационного микрорельефа и соответственно запасенной энтальпии деформации в разных точках вызывает значительную деформационную микроэлектрохимическую гетерогенность в масштабах как одного зерна 1, так и всей поверхности вследствие действия кристаллографического фактора. На электрохимическую неоднородность, обусловленную различиями в кристаллографической ориентации зерен, вышедших на поверхность металла, накладывается деформационная микроэлектрохимическая неоднородность, вызванная неравномерным распределением деформации внутри зерен и между различными зернами, имеющими различную ориентацию относительно направления приложенного напряжения.

В то время как одни двойники увеличивались в размерах, другие, достиг- i нув предельной длины, исчезали вследствие механохимического растворения I (сглаживания) деформационного микрорельефа; с течением времени исчезали все линии двойников, а также и след накола. Одновременно с ростом наиболее активных линий и исчезновением менее активных вблизи накола возникали выстроенные группы движущихся петель полных дислокаций, а также ямки травления вдоль исчезнувших при растворении двойниковых линий; число дислокационных петель увеличивалось одновременно с увеличением их размеров и протяженности групп в длину и ширину.

Рис. 44. Механохимическое растворение (сглаживание) деформационного микрорельефа и вновь возникшие двойники — светлые полосы, Х3100

При заданной величине сг вероятность развития скольжения выше для тех преимущественных систем скольжения, где фактор ориентации cos 6 cos ф имеет наибольшее значение. Следовательно, величина растягивающего напряжения, необходимого для обеспечения скольжения в различно ориентированных зернах поликристалла, различна в зависимости от кристаллографической ориентации зерна относительно оси образца, и поэтому при а = — const в разных зернах скольжение будет развиваться по различным системам кристаллографических плоскостей (преимущественно вдоль базисных плотноупакованных), а в отдельных неблагоприятно ориентированных зернах может вообще не развиваться. С этим связана неравномерность распределения деформационного микрорельефа на поверхности поликристаллического материала, особенно при относительно небольших степенях деформации, когда скольжение развивается в ограниченной системе плоскостей, расположенных под различными углами к поверхности зерен. Увеличение степени деформации способствует более равномерному распределению микрорельефа между различными зернами как вследствие вовлечения новых систем скольжения, ранее не действовавших из-за неблагоприятной ориентировки и недостаточности «стартового» напряжения, так и вследствие фрагментации зерен. При этом значительно проявляется рельеф границ зерен, связанный с линейными смещениями и разориентировкой границ.

Неравномерность распределения деформационного микрорельефа и соответственно запасенной энтальпии деформации в разных точках вызывает значительную деформационную микроэлектрохимическую гетерогенность как в одном зерне 1, так и всей

4. Оценка деформационного микрорельефа, возникающего на поверхности металлических образцов, методом стереофотограмметрии 255

Микроструктурные исследования показали, что усталостное разрушение биметаллической композиции как при комнатной температуре, так и при 800° С имеет сложный характер — в отсутствие четко выраженного деформационного микрорельефа в науглероженной зоне стали Х18Н10Т, а также в обезуглероженной зоне основного металла интенсивное дробление зерен и разрыхление поверхности сопровождаются образованием многочисленных очагов разрушения. При этом дробление происходит раньше, чем начинается развитие главной транскристаллической или межкристаллической трещины, приводящей к потере несущей способности слоя стали СтЗ. Межслойная поверхность раздела служит эффективным барьером для усталостной трещины,, так как напряженное состояние в вершине движущейся трещины резко изменяется. Магистральная трещина распространяется в плакирующем слое, а при слиянии ее с трещиной материала основы образец ломается.

Кинетика изменения деформационного микрорельефа в зонах сопряжения разнородных слоев биметаллов была изучена автором и А. И. Тана-новым с помощью установки ИМАШ-20-69 при исследовании образцов трехслойной композиции Х18Н10Т + кремнистое железо + Х18Н10Т, изготовленной способом сварки взрывом с последующей прокаткой на необходимую толщину. Конечная толщина образцов составляла 2 мм. Полученная слоистая плакированная композиция оказалась весьма удачным модельным материалом для ряда многослойных сочетаний металлов с о. ц. к. и г. ц. к. решетками.