Дисперсном состоянии

Степень дисперсного упрочнения зависит от размера, формы и модуля сдвига частиц, расстояния между ними и характера связи между частицами и матрицей. Оптимальные свойства обычно получают при содержании частиц в пределах 2—15% (объемн.), размере частиц 0,01—0,1 мкм и расстоянии между частицами 0,1—1 мкм. Такие материалы получают в основном методами порошковой металлургии, включающими изготовление тонких порошков или

Прочность фольг определяется совместным вкладом твердорас-творного, зернограничного и дисперсного упрочнения.

Создание жаропрочных сплавов для работы при температурах 1300 - 1800°С возможно в результате дисперсного упрочнения тугоплавкими тонкодисперсными оксидами. Так, вольфрам упрочняют диоксидом тория; молибден - диоксидом циркония; цирконий -оксидом иттрия и т.д. Разработаны сплавы системы W - Мо, W - Mo - Re с диоксидом тория, которые обладают высокими значениями прочности, жаропрочности и модуля упругости (см. табл. 26).

Многокомпонентные сплавы, в которые для получения дисперсного упрочнения введены элементы внедрения, обладают достаточно сложной структурой. Даже при одном и том же составе сплава за счет предшествующей термической и термомеханической обработки существенно изменяются структура и характер взаимодействия упрочняющей фазы и матрицы в процессе деформации, что отражается на уровне дисперсного упрочнения сплава.

Применительно к задачам настоящей работы наибольший интерес представляет рассмотрение случаев дисперсного упрочнения выделениями и включениями второй фазы, что в физическом плане можно сформулировать как упрочнение когерентными и некогерентными частицами.

В дальнейшем эта формула Орована неоднократно уточнялась и экспериментально проверялась, но, как показал Эшби [146], она по-прежнему остается простейшим и в то же время достаточно точным выражением для оценки эффекта дисперсного упрочнения при напряжениях, соответствующих пределу текучести.

Основные уравнения указанных теорий дисперсного упрочнения приведены в табл. 6. Экспериментальная проверка этих теорий затруднительна, так как необходимо четко выделить вклад дисперсного упрочнения, исключив при этом влияние таких параметров, как границы зерен, субструктура, твердорастворное упрочнение элементами замещения и элементами внедрения и т. д. Поэтому большая часть экспериментальных работ по проверке теорий дисперсного упрочнения выполнена на монокристаллах сплавов [141,146, 169]. Достаточно корректные результаты, как показано в работе [170], можно получить при исследовании некоторых поликриеталлических сплавов, например ниобиевых, механические свойства которых несущественно зависят от размера зерна и субзеренной структуры [171]. Влияние остальных факторов на предел текучести может быть сведено до минимума соот-

Таблица 6. Основные уравнения теорий дисперсного упрочнения некогерентными частицами

В работе 1170] для оценки эффекта дисперсного упрочнения по разным теориям и сравнения таких оценок с экспериментальными данными используются результаты механических испытаний двухфазного сплава Nb — 4 % (об.) ZrN [172] и однофазного сплава Nb — 1 % (мае.) Zr [75]. Последний с достаточным приближением можно считать ана-

Рис. 2.28. Проверка различных механизмов дисперсного упрочнения на основе данных по температурной зависимости предела: текучести сплава Nb -f 4% (об.) ZrN [170]:

последующая дислокация, приближаясь к ряду частиц, уже не застает вокруг них остаточных дислокационных петель, образованных предыдущей дислокацией В теории же Анселла —Ленела, наоборот, с самого начала принимается, что скорость поперечного скольжения пренебрежимо мала и что в результате остаточные петли образуют вокруг частиц устойчивые плоские скопления. Последние, создавая мощные концентрации напряжения, вызывают сдвиг или разрушение частиц. Эти две крайности и привели к тому, что в оценке эффекта дисперсного упрочнения данные теории различаются на порядок. Теперь очевидно, что реальные сплавы должны занимать промежуточную позицию между упомянутыми двумя подходами, поскольку поперечное скольжение в них будет протекать с некоторой конечной скоростью, которая зависит, как от объемного содержания фазы, так и от размера частиц и их морфологии.

В качестве катализаторов кристаллизации применяют Ag, Си, Аи, Pt (в коллоидно-дисперсном состоянии), выделяющиеся в стекле вследствие облучения изделий проникающей радиацией (фотоситаллы); а

Наилучшие свойства у этой стали получаются после закалки и последующего старения. В результате закалки с 1190°С в воде и старения при 800°С, 8 ч получается структура аустенита и карбидов в дисперсном состоянии.

Единица Н.э.п. (в СИ) - В/м. НАПЫЛЕНИЕ - нанесение в-ва в дисперсном состоянии на поверхность изделий или полуфабрикатов в защитных или декоративных целях, а также для устранения дефектов поверхности. В зависимости от исходного состояния напыляемых материалов (металлов, сплавов, хим. соединений, пластмасс и др.) и конструкции напыляющих устройств различают след, способы Н.: газоплазменный, электродуговой, порошковый, жидкостный, плазменный, лазерный и др.

Нефть — диэлектрик, ее проводимость равна 10~'°—10~15 Ом-'-см"1. Нефть с малым содержанием воды, находящейся в высокодисперсионном состоянии, имеет проводимость 10~6—10~7 Ом-'-см-'. При увеличении содержания воды проводимость нефтеводяной эмульсии возрастает. Нарушение устойчивости водо-нефтяной эмульсии приводит к разделению ее на две несмешивающиеся жидкости. Время, необходимое для разделения эмульсии на две несмешивающиеся жидкости, характеризует ее агрегативную устойчивость, которая достигается за счет эмульгаторов — веществ, способных стабилизировать капельки воды в нефти, с образованием на границе раздела фаз адсорбционно-сольватных пленок, улучшающих структурно-механические свойства системы. Стабилизаторами нефтяных эмульсий типа В/М являются вещества, находящиеся в нефти в коллоидно-дисперсном состоянии (асфальтены, нафтеновые, асфальтеновые и жирные кислоты, смолы, парафины, церезины). С повышением обводненности нефти увеличивается общая площадь границы раздела вода — нефть (при условии сохранения дисперсности частиц) и уменьшается относительное содержание стабилизатора в системе, что приводит к расслоению эмульсии с выделением воды из газожидкостной смеси.

Так как Э-фаза в начальной стадии превращения образуется в дисперсном состоянии, то связанный с этим эффект упрочнения называется дисперсионным твердением,

перснбм состоянии, f. е. в виде частиц с размерами более 100 ммк или в коллоидно-дисперсном состоянии, характеризуемом размерами частиц от 1 до 100 ммк, или, наконец, быть истинно растворенными в виде молекул или ионов, имеющих обычно размер менее 1 ммк.

Химические соединения, обладающие незначительной растворимостью, в основном остаются в грубодисперс-ном состоянии и называются обычно «взвешенными веществами»; они могут быть удалены из воды практически нацело путем отстаивания или фильтрования. Другие вещества, в частности органические соединения, в основной своей массе остаются в коллоидно-дисперсном состоянии. Но большее число химических соединений находится в молекулярно-дисперсном состоянии, т. е. в растворе.

пара в центральной части трубы и жидкости по периферии канала в виде достаточно толстой пристенной жидкой пленки. Поверхность пленки возмущена волнами, с гребней которых срываются и уносятся паровым ядром капли жидкости. С другой стороны, капли жидкости в результате турбулентной диффузии перемещаются из ядра парового потока к стенке трубы и захватываются жидкой пленкой. В результате между каплями, срываемыми с пленки и высаждаемыми на пленку, устанавливается динамическое равновесие. С увеличением объемного паросодержания, а значит, и линейной скорости пара, все большая часть влаги переходит в ядро потока, а пристенная жидкая пленка становится меньше. При некотором значении массового паросодержания ХАР пленка становится настолько тонкой, что возмущающие волны на ее поверхности исчезают и срыв капель прекращается. Этот момент перехода к относительно гладкой пленке может быть зафиксирован экспериментально по резкому уменьшению гидравлического сопротивления канала («кризису гидравлического сопротивления»). При х ^> ЖДР поток будет находиться в дисперсном состоянии, характеризуемом наличием тонкой гладкой пленки (микропленки) жидкости у стенки и течением гомогенной среды пара и очень мелких капель воды (тумана) в ядре потока.

Как указывалось, из щелочных металлов только литий образует с азотом прочные нитриды. В меньшей степени этим свойством обладает натрий. Калий, рубидий и цезий не образуют прочных нитридов, а азот может находиться в них только в растворенном, атомно-дисперсном состоянии. Это относится к металлам высокой чистоты. На практике приходится иметь дело с технически чистыми металлами, которые всегда содержат примеси лития или кальция.

Усредненный по сериям проб дисперсный состав урана приведен в таблице, откуда следует, что в осадке находилась относительно малая доля урана (менее 5%). В дисперсном состоянии преобладали истинно коллоидная фракция урана с характерным размером менее 0,1 мкм и частицы размером более 1 мкм. Уран в этом состоянии ассоциирован, по-видимому, со взвесями про-

Таким образом, в результате проведенных на реакторе ИВВ-2М экспериментов установлено: основное состояние урана в теплоносителе первого контура — ионное, истинно растворенное. Доля урана в дисперсном состоянии не превышала 5%, что, возможно, связано с состоянием в теплоносителе продуктов коррозии алюминия.