Долговечность некоторых конструкционных материалов и их упрочнение промежуточной обработкой

• Автор: Очилов, Алимкул Усмонкулович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Худжанд
• Количество страниц: 158 с. : ил

Содержание

Введение

Глава I. А. Литературный обзор

§1.1. Термофлуктуационно-кинетическая концепция разрушения твёрдых

§1.2. Современные представления о микроразрушениях

кристаллических тел при умеренных температурах

§1.3. Залечивание микронесплошностей и их влияние на

упрочнение металлических материалов

Б. Методы экспериментальных исследований
§1.4. Механические испытания на долговечность в режиме ползучести
и малоцикловой усталости
§1.5. Измерение дефекта плотности гидростатическим взвешиванием
и флотацией
§1.6. Создание высокого давления всесторонним гидростатическим
сжатием
Глава П. Температурная и временная зависимость прочности
конструкционных материалов
§2.1. Температурная и временная зависимость прочности сталей
и сплавов титана
§2.2. Температурная и временная зависимость прочности
алюминия, облучённого гамма-лучами
§2.3. Температурная зависимость прочности цементного камня и
микробетонов на его основе
§2.4. Обсуждение данных и заключение
Глава III. Восстановление и повышение долговечности некоторых конструкционных материалов за счёт залечивания микроне-сплошностей

§3.1. Залечивание деформационных микротрещин и пор в стали и
сплавах титана и их упрочнение
§3.2. Восстановление и повышение долговечности алюминия
промежуточным температурным воздействием
§3.3. Залечивание микронесплошностей в алюминии и микробетонах на основе цементного камня воздействием гидростатического
давления
§3.4. Влияние на долговечность, удаление дефектного поверхностного
слоя образцов
§3.5. Обсуждение данных главы
Основные выводы по работе
Список литературы

Введение
Актуальность темы. Одной из важных задач современной физики прочности является повышение и прогнозирование эксплуатационных характеристик конструкций и механизмов, восстановление и увеличение ресурса их надёжности и работоспособности (долговечности), которые осуществляются как путём получения новых материалов с улучшенными свойствами, так и за счёт различных обработок, восстанавливающих первоначальное свойство.
Решение этих вопросов невозможно без глубокого и детального исследования закономерностей процесса разрушения при различных напряженных состояниях и широком диапазоне действия внешних условий -температур и напряжений. Плодотворным в этом плане оказался термофлуктуационно-кинетический подход к разрушению твёрдых тел [1,2], при котором разрушение рассматривается как термоактивируемый процесс, развивающийся во времени, в течение которого, начиная практически с момента нагружения, происходит массовое образование, накопление и развитие микроскопических трещин и пор.
Этот деградационный процесс в конечном итоге определяет долговечность и надёжность материалов. Поэтому большое значение для физики прочности представляет изучение проблемы промежуточного залечивания микротрещин и пор, накапливающихся в процессе нагружения (эксплуатации) материалов. Важность исследования в этом направлении в первую очередь связана с влиянием залечивания на улучшение прочностных свойств материалов, в частности, восстановление и увеличение их долговечности. Было показано, что залечивание деформационной (а также «врождённой», технологической) пористости ведёт к существенному повышению долговечности, упругих и других физико-механических характеристик материалов [3]. Особо важное значение имеют «залечивающие» обработки для повышения ресурса долговечности

ориентацией. Величина энергии активации процесса залечивания пор

оказалась близкой к энергии активации зернограничной диффузии в Ъп..
В отдельных работах [90, 95, 96] залечивание пор исследовалось в материалах, находящихся в других механически напряжённых состояниях. В частности, поры на межзёренных границах поликристаллических А1,1п [90] и сплавов N1 [95, 96] залечивались под действием одноосного сжимающего напряжения при высоких температурах. Оценка энергии активации залечивания свидетельствует о диффузионном оттоке вакансий от пор по границам зёрен. Аналогичные исследования на образцах Мо с искусственно внесенными электроискровой обработкой трещинами проводились в [97] при различных температурах (0,44; 0,49 и 0,51 от Тпл в кельвинах). Во всех этих работах авторы пришли к заключению, что при наложении одноосной сжимающей нагрузки процесс залечивания микротрещин и пор более заметно облегчается, чем в случае залечивания без нагрузки.
Исследования залечивания микронесплошностей тесно связаны с проблемой восстановления и увеличения долговечности материалов, в том числе материалов, затративших часть своего ресурса при эксплуатации.
Влияние залечивания микротрещин, микропор на долговечность различных материалов (А1, Zn, Ag, Т1, Вц сталь) при комнатной температуре изучалось в работах [3, 34, 36, 47, 69, 70, 98, 99]. Растянутые при комнатной температуре примерно до второй стадии ползучести образцы разгружались и отжигались непосредственно в испытательной машине, позволяющей поддерживать постоянство напряжения.
После медленного охлаждения до комнатной температуры образцы нагружали и доводили до разрыва при первоначальном напряжении. После отжига наблюдается не только возврат механических свойств к исходным, но и их заметное улучшение, т.е. отожженные образцы имели долговечность в ~2-3 раза большую, чем исходные, а скорости ползучести соответственно уменьшались в ~2-3 раза. Улучшение механических свойств в этих работах