Разрушается вследствие

ЭЛЕКТРОИСКРОВАЯ ОБРАБОТКА — разновидность электроэрозионной обработки, осн. на том, что размерное формообразование производится в диэлектрич. жидкости (керосине или низковязком масле, подаваемом под давлением). На поверхности заготовки происходят очень короткие искровые разряды, во время к-рых выделяется большое кол-во тепла, идущего на оплавление, частичное испарение и взрывоподобный выброс частиц с поверхности заготовки (анода). Катодом является инструмент, имеющий форму, зеркально отображающую форму заданной поверхности детали. Э. о. применяют при обработке отверстий и пазов, изготовлении штампов, пресс-форм, твердосплавных фильер, при гравиров. работах, прошивании криволинейных отверстий, упрочнении поверхностей режущей части металлореж. инструментов и др. Разновидностью Э. о. является электроискровое формообразование, к-рое осуществляется в воде, удаляющей частицы разрушаемого материала. Этим способом получают детали заданной точности, не требующие дополнит, механич. обработки (см. рис.).

Были предприняты усилия в изучении сигналов акустической эмиссии (АЭ), которые имитировались из объемов разрушаемого материала у вершины трещины в процессе формирования усталостных бороздок при разных условиях нагру-жения [146, 147]. Были использованы интервалы воздействия на материал, когда трещина находилась почти полностью в раскрытом состоянии [82]. Такой подход в сборе информации был обусловлен тем, что для низкопрочных материалов основной поток информации в виде сигналов АЭ связан с процессом пластической деформации, а сигналы от процесса разрушения едва различимы без специальной их селекции и выделения из общего потока информации.

Распространение усталостных трещин реализуется одновременно во всех зонах вдоль ее фронта, которые в средней части фронта и у его границ наиболее принципиально отличны друг от друга по напряженному состоянию материала, как это было показано в главе 3. Влияние внешних параметров воздействия на рост трещин по этой причине различается в этих зонах разрушаемого материала. Одна из зон прилегает к поверхности, где разрушение материала происходит в условиях сочетания продольного сдвига и отрыва (III + I), а другая находится в срединной части материала, где при разрушении доминирует нормальное раскрытие берегов трещины.

особенности разрушаемого материала в отношении пробоя и последующего разрушения и в определенном смысле может служить показателем электроимпульсной разрушаемости. Шкала электроимпульсной разрушаемости горных пород, в которой показателем разрушаемости принят коэффициент Vo, предложена

Критериальные условия и вероятность пробоя. Критериальный параметр Ak-U/t (см. раздел 1.1), соответствующий равновероятности пробоя в параллельной системе сред и численно равный крутизне фронта косоугольного импульса напряжения, в значительной степени определяется тремя главными факторами: видом горной породы, видом окружающей частицу разрушаемого материала внешней среды, формой импульса напряжения. В меньшей степени Ak зависит от геометрии электродов, величины разрядного промежутка и соотношения размеров разрядного промежутка и разрушаемого твердого тела. Особо отметим роль внешней среды. Важнейшей функцией среды является ограничение возможности развития разряда по поверхности материала, чем создаются благоприятные возможности для внедрения разряда в толщу твердого тела. Чем выше диэлектрические свойства внешней среды, тем проще реализуется процесс внедрения разряда в твердое тело. Наиболее предпочтительными в этом отношении являются минеральные масла и наиболее доступным является дизельное топливо как наиболее дешевое. В меньшей степени, но все же достаточно эффективно процесс реализуется и в воде. При более жестких условиях внедрение разряда в твердое тело достижимо также в вакууме, газовой или парогазовой среде. С ухудшением диэлектрических свойств точка равнопрочности сравниваемых сред смещается влево и численное значение критериального параметра Ak увеличивается. На импульсах с линейным нарастанием напряжения (импульсы косоугольной формы) критериальный параметр Ak тождественен крутизне фронта импульса напряжения, и на основе обширного материала по электрической прочности различных горных пород оценка Ak имеет значения: 200-500 кВ/мкс для системы "горная порода - минеральные масла" и 2000-3000 кВ/мкс для системы "горная порода - вода". Применение данного критерия правомочно в достаточно широком диапазоне разрядных промежутков 10-М О'1 м и для геометрии электродов, свойственных технологическим устройствам разрушения пород. При другой форме импульсов напряжения параметр Ak корректируется коэффициентом, учитывающим форму импульса, в частности, на импульсах напряжения прямоугольной формы с наносекундным фронтом снижается на 20-30%.

Экспериментальные исследования и теоретические расчеты вероятности внедрения канала разряда в твердое тело при электроимпульсном дроблении показали, что существуют оптимальные соотношения амплитуды приложенного напряжения, крутизны фронта импульса, крупности разрушаемого материала, при которых величина вероятности внедрения достаточно высока и, соответственно, процесс разрушения наиболее эффективен.

первой зоны разрушения, используя "критическую скорость" (vKp -as/^Ep ), соответствующую усилиям сжатия. Таким образом, радиус первой зоны разрушения зависит как от параметров нагружения, так и от свойств разрушаемого материала. Следует отметить, что первая зона разрушения имеет небольшие размеры по сравнению со второй (зоной растрескивания) даже для образцов размером 5-10 мм, и ее влияние на гранулометрический состав будет незначительно при энергиях в источнике нагружения до 2 кДж.

Кроме конечной гранулометрической характеристики разрушаемого материала представляет интерес исследование кинетики разрушения, т.е. изменение гранулометрического состава надрешетного продукта в процессе дезинтеграции сырья. Изучение кинетики процесса позволяет определить очередность разрушения исходных кусков, перераспределение осколков по классам крупности без выхода их из рабочей зоны, а также подтвердить адекватность предложенной расчетной модели для анализа состояния системы в любой момент времени.

размер и число осколков, образовавшихся при электрическом пробое куска разрушаемого материала (табл. 2. 8).

разрушаемого материала позволяет полностью описать процесс разрушения горных пород и искусственных материалов электроимпульсным способом. Для решения этой задачи на ЭВМ создан алгоритм расчета, который позволяет в заданный момент времени определить гранулометрический состав готового продукта (подрешетного) и остатка на сите, т.е. позволяет описать кинетику процесса и конечные результаты разрушения. Структурная схема алгоритма приведена на рис.2.22.

Накопленный опыт по разрушению горных пород, искусственных материалов электроимпульсным способом указывает на существование общих закономерностей в изменении энергетических показателей при варьировании параметров источника импульсов, характеристик рабочих камер, физико-механических и электрофизических свойств разрушаемого материала.

В определенных условиях под воздействием потока жидкого металла твердый металл разрушается вследствие протекания процессов эрозии и кавитации.

А. И. Голубев трактует механизм межкристаллитной коррозии алюминиевомедных сплавов как избирательное растворение самого интерметаллического соединения СиА12, из которого в раствор переходит алюминий. Предполагается, что в кристаллической решетке самого интерметаллического соединения возникает коррозионный элемент, в котором атомы меди работают в качестве катода, а атомы алюминия — в качестве анода, т. е. алюминий из соединения переходит в раствор. Таким образом, межкри-сталлитная коррозия алюминиевомедного сплава — дюралюми-па — и по этой трактовке также связывается с выделением фазы CuAl2 по границам зерен, но считается, что это соединение является малоустойчивым и само избирательно разрушается вследствие собственной электрохимической гетерогенности.

Олово обладает недостаточно высокой механической прочностью. Нормальный электродный потенциал олова Sn =г± з=±: Sn2+ + 2е равен — 0,136 в. Пассивируется олово слабо. Коррозионная стойкость олова в атмосферных условиях, в дистиллированной, пресной и соленой воде очень высока. Этим объясняется широкое применение олова для защиты от коррозии в воде и в атмосферных условиях железа, потенциал которого более отрицателен, чем у олова. Однако так называемая белая (луженая) жесть во влажной загрязненной атмосфере быстро разрушается вследствие пористости защитного оловянного слоя.

Коррозионная усталость проявляется в разнообразных водных средах, в отличие от коррозионного растрескивания, вызываемого определенными, специфичными для каждого металла ионами. Под действием коррозионной усталости происходит разрушение стали в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов сгорания, в других распространенных химических средах; при этом чем выше скорость общей коррозии, тем быстрее металл разрушается вследствие коррозионной усталости.

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает'в три этапа: 1) адсорбция кислорода, 2) нуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как NiO разрушается вследствие растворения кислорода в металле *. Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул О2, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще ^слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. ;

разрушения образцов из стали (рис. 2.103, а), из чугуна (рис. 2.103, б) и дерева (рис. 2.103, в). Образец из пластичного материала, как правило, разрушается вследствие среза поперечного сечения, закрученный деревянный образец расщепляется вдоль волокон. При кручении стержней из хрупкого ма-

Температурный режим нагрева материала определяется плотностью мощности излучения лазера. При низкой плотности мощности (примерно до 103 — 10* Вт/см2) происходит нагрев материала без его плавления или испарения. С повышением значения этой величины примерно до 106 — 107 Вт/см2 материал плавится, а при плотности мощности излучения, превышающей 106 — 107 Вт/см2, материал разрушается вследствие испарения.

При очень большом различии в объемах окисла и металла окисная пленка разрушается вследствие больших внутренних напряжений и теряет свою сплошность. Такая окисная пленка не обладает-хорошими защитными свойствами.

3.2. Разрушение от отрыва. Может случиться, что, до того как возникнут условия для скольжения или двойникования, нормальная составляющая напряжения в некоторой плоскости, называемой плоскостью отрыва, достигнет предельного значения, при котором преодолеваются силы взаимодействия между атомами, лежащими по разные стороны от указанной плоскости, и направленные нормально к последней. В таком случае монокристалл разрушается вследствие отрыва одной его части от другой. Отрыву предшествуют весьма небольшие чисто упругие деформации, обуслов-

поверхность которых подвергалась механической полировке с последующей пассивацией в 90-процентной азотной кислоте. Из числа образцов с травленой, затем запассивированной поверхностью разрушились только пять. С другой стороны Д. Хохман [111,90] указывает, что, если травленые и полированные образцы стали 18-& разрушились через 2ч-24 час, то образцы, очищенные пескоструйным способом, в течение 150 час после испытаний не разрушились. Время, в течение которого образец разрушается вследствие коррозионного растрескивания, уменьшается с возрастанием растягивающих напряжений. Так, Вабер [111,95] для стали с концентрацией 17,8% хрома и 11,16% никеля, отожженной при температуре 870° С, устанавливает следующую зависимость между временем до разрушения образца и растягивающим напряжением:

ному ламинарному состоянию (профиль Блазиуса), но периодиче-чески разрушается вследствие неустойчивости, порождаемой турбулентностью самого потока. Следовательно, пограничный слой не делится, как в классических моделях, на пространственные области вязкого подслоя и развитого турбулентного движения, а подразделяется во времени на периоды медленного вязкого развития и быстрого невязкого разрушения образовавшейся структуры. В течение периода развития в подслое в результате вязкого»