Сегрегационные эффекты в поверхностных слоях аморфных металлических сплавов на основе железа при механических воздействиях

• Автор: Орлова, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
1.1. Особенности образования аморфной структуры металлических сплавов
1.1.1 Модели структуры АМС
1.1.2 Структурные дефекты АМС
1.2. Стабильность аморфных сплавов
1.2.1 Структурная релаксация АМС
1.2.2 Кристаллизация АМС
1.2.3 Диффузия в аморфных металлических сплавах
1.3. Деформация аморфных металлических сплавов
1.3.1 Особенности пластической деформации АМС
1.3.2 Механизмы пластической деформации АМС
1.3.3 Ползучесть аморфных сплавов
1.4. Сегрегационные эффекты в аморфных сплавах
1.4.1 Сегрегации в приповерхностных слоях АМС
1.4.2 Сегрегационные эффекты в поверхностных слоях АМС
при деформациях
Выводы главы
Глава 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методы исследования аморфных металлических сплавов
2.1.1 Характеристики исследованных образцов
2.1.2 Метод рентгеноэлектронной спектроскопии
2.1.3 Метод Оже-электронной спектроскопии
2.1.4 Исследование механических свойств АМС ...'
2.1.5 Измерение микротвердости
2.1.6 Структурные исследования АМС
2.1.7 Электрохимические испытания АМС
2.1.8 Экзоэлектронная эмиссия при одноосном растяжении
аморфных сплавов
2.2. Способы воздействий на аморфные металлические сплавы
2. 2.1 Испытания на ползучесть
2.2.2 Циклические испытания
2.2.3 Ударно-волновое нагружение
Выводы главы
Глава 3. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СЕГРЕГАЦИИ В АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ
3.1. Влияние легирующего компонента на формирование состава
поверхностных слоев аморфных сплавов на основе железа
3. 2. Термостимулированные изменения состава поверхностных слоев
3. 3. Влияние сегрегационных процессов при отжиге и растяжении
АМС на экзоэлектронную эмиссию
3.4. Связь электрохимического поведения АМС с поверхностными
сегрегациями
Выводы главы
Глава 4. МЕХАНОСТИМУЛИРОВАННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ СЕГРЕГАЦИИ В АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ
4.1. Механические свойства исследованных АМС
4.2. Сегрегации в аморфных сплавах в условиях ползучести
4. 3. Влияние циклической усталости на состав приповерхностных
слоев аморфных сплавов системы Fe-Mo-P-C
4.4. Влияние ударных нагрузок на состав приповерхностных слоев
аморфных сплавов
Выводы главы
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Влияние, которое оказывает состав и структура поверхности на физико-химические и прочностные свойства материала, в целом обуславливает интерес к проблеме поверхностной сегрегации.
Эффект поверхностной сегрегации, заключающийся в различии состава самых верхних атомных слоев и объема твердого тела, является предметом большого количества теоретических и экспериментальных исследований. Разнообразие проявлений поверхностной сегрегации в материалах различной природы, их зависимость от структуры и фазового состава, влияния внешних воздействий (термообработка, радиационное, механическое, электрохимическое и др.) объясняет существование большого числа теорий и моделей сегрегации.
Широкие области концентрационных неоднородностей (КН) могут возникать из-за образования потока вакансий при каком-либо внешнем нагружении, фазовом переходе и увлечении вакансиями атомов растворенных веществ, что приводит к неравновесным сегрегациям и реализуется в том случае, если изменение внешних условий приводит к вариации химического потенциала в объеме материала. Неравновесные сегрегации определяются скоростью диффузионных процессов и исчезают при неограниченно больших временах релаксации, если диффузия позволяет достичь полного термодинамического равновесия. Вследствие возможных фазовых и структурных изменений возможно уменьшение вариаций химического потенциала, что приводит к перераспределению элементов в поверхностных слоях и образованию равновесных сегрегаций. Следует отметить, что при образовании зоны концентрационной неоднородности устанавливается частичное равновесие между концентрацией элемента в объеме и на поверхности раздела. Поскольку сегрегационные процессы носят общий характер, определяют многие свой-

ким давлением Р:
Р = 1/3 (б} +63 + 63 ), а чисто сдвиговые напряжения т характеризуют искажения симметриии локального окружения по сравнению со сферической симметрией: х = 1/3 {(б* - бг)/2 + (62 - б3)/2 + (б3 - б±.)/2 )1/2, где 61 - главные напряжения.
Со свободным объемом в привычном понимании этого термина ассоциируется п- тип дефектов. Тогда р- тип дефектов можно назвать "антисвободным" объемом. Дефекты, введенные Эгами, могут быть использованы для описания .большинства физических явлений в аморфных сплавах. Модель Эгами можно рассматривать как более общий случай теории свободного объема.
Интенсивное пластическое течение в АМ'С наблюдается в определенном температурном интервале в виде грубых полос. Этот факт привел некоторых исследователей к выводу, что для описания пластической деформации вполне возможно введение дислокационных представлений. Идея о том, что движение дислокаций играет решающую роль в пластической деформации АМС, .впервые сформулирована в 1968 году Гилманом. Он предложил рассматривать дислокации аморфных металлах в виде линии, вдоль которых вектор Бюргерса изменяется как по величине, так и по направлению [100].
Из-за отсутствия структурно выделенных плоскостей и направлений дислокация будет двигаться по некоторой поверхности, близкой к плоскости максимального сдвигового напряжения. Локальная структура материала будет меняться после прохождения дислокации и концентрация областей с нарушенным ближним порядком будет возрастать, что можно рассматривать как рождение дефектов движущейся дислокацией. Эти дефекты будут обуславливать силу структурного торможения, которая действует совместно с силой вязкого торможения, пропорциональной скорости дислокации.