Природа "белых слоев" и принципы их целенаправленного использования в технологиях упрочнения металлических сплавов

• Автор: Кудряков, Олег Вячеславович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 361 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Проблема "белых слоев" в современной науке
1.1. История (Литературный обзор результатов предыдущих исследований в исторической ретроспективе)
1.2. Обсуждение
1.2.1. Терминология
1.2.2. Фазовый состав белых слоев
1.2.3. Коррозионная активность (травимость) белых слоев
1.2.4. Прочностные свойства белых слоев
1.2.5. Методические трудности исследования белых слоев
1.3. Резюме. Постановка проблемы, задачи исследования
2. Методическое обеспечение исследований
3. Проблема выбора структурного уровня описания “белых слоев”
4. Структурный критерий коррозионной стойкости “белых слоев” (количественная оценка их субструктуры)
5-8. Процессы формирования структуры «белых слоев»:
5. Теоретические аспекты формирования атом-вакансионных состояний (АВС) при образовании БС
5.1. Особенности зарождения атом-вакансионных состояний
5.1.1. Гомогенное зарождение АВС
5.1.2. Гетерогенное зарождение АВС
5.2. Условия существования «термических» и «деформационных» атом-вакансионных состояний при образовании БС
5.3. Параметры образования и фиксации атом-вакансионных состояний
5.3.1. Образование АВС
5.3.2. Фиксация АВС
6. Вакансионно-дислокационные взаимодействия (ВДВ) при образовании "белых слоев"
6.1. Условия изменения стабильных дислокационных конфигураций при ВДВ
6.1.1. Время релаксации
6.1.2. Линейное натяжение
6.1.3. Атмосферы
6.1.4. Рассыпание малоугловых границ
6.2. Формирование дислокационной структуры “термических” БС при вакансцонно-дислокационные взаимодействиях
6.2.1. Изменение конфигурации дислокационных линий при ВДВ
6.2.2. Количественные критерии оценки морфологии дислокационных конфигураций при ВДВ:
- условие устойчивости дипольной конфигурации дислокационной
петли
- анализ кинетики ВДВ при образовании БС
- кинетика ВДВ в гетерогенной макроструктуре
7. Динамика ВДВ при обработке поверхности металла концентрированными потоками энергии (КПЭ)
7.1. Качественный динамический анализ ВДВ
7.1.1. Аттракторы и комплексные границы
7.1.2. Динамика поведения точек на осях
7.1.3. Анализ на диссипативность
7.1.4. Итерации
7.1.5. Пространственная структура траекторий
7.1.6. Резюме к качественному динамическому анализу ВДВ
7.2. Экспериментальное наблюдение дислокационной структуры в сталях после обработки КПЭ
8. Дислокационные механизмы превращений при формировании БС
8.1. Энергия дефекта упаковки (ЭДУ) в Fe-C-сплавах
8.2. Дислокационный анализ ВДВ в аустените
8.2.1. Исходные положения
8.2.2. Устойчивость диполя (квазидиполи)
8.2.3. Механизмы эволюции квазидипольной системы:
- квазидиполи из полных дислокаций без расщепления
- квазидиполи из полных дислокаций с учетом расщепления
8.3. Развитие мартенситного превращения в БС
8.3.1. Дислокационная теория мартенситного превращения (обзор)
8.3.2. Мартенситное превращение в БС без учета расщепления дислокаций
8.3.3. Мартенситное превращение в БС с учетом расщепления дислокаций
8.3.4. Габитус мартенсита "белого слоя"
8.3.5. Дислокации несоответствия в мартенсите БС
8.3.6. Напряжение в вершине петли квазидиполя
8.3.7. Обобщенные кристаллографические закономерности дислокационной эволюции при образовании БС
8.3.8. Морфология мартенсита "белого слоя" в Fe-C-сплавах
9. Тонкое строение "термических белых слоев"
9.1. Рентгеноструктурный анализ БС
9.1.1. Методика рентгеновского анализа
9.1.2. Результаты
9.1.3. Анализ и обсуждение результатов
9.2. Трансмиссионная электронная микроскопия БС
10. Превращения большеугловых границ (зёрен) при образовании “белых слоев”
10.1. Трансформация несимметричных произвольных границ в симметричные (фасетирование)
10.1.1. Кристаллогеометрический анализ и экспериментальные наблюдения фасетированных границ при обработке стали КПЭ
10.1.2. Термодинамика процесса фасетирования
10.2. Превращение симметричных произвольных границ в специальные релаксированные
10.2.1. Возможность порообразования в процессе зернограничного превращения
10.2.2. Недостатки физической модели
10.2.3. Температурный интервал и "особое" условие рассматриваемого превращения
10.2.4. Расчетная модель и некоторые её возможности
10.2.5. Условия образования скоплений ЗГД
10.3. Перестройка ядра границы
10.3.1. Превращение релаксированной специальной границы в нерелаксированную
10.3.2. "Схлопывание" нерелаксироваанных специальных границ при образовании БС:
- геометрическое условие схлопывания
- релаксационный анализ процесса схлопывания
- оценка практических (технологических) параметров для реализации процесса схлопывания границ
- распределение энергии границы при схлопывании
- кристаллогеометрические принципы и энергетические оценки процесса схлопывания в модели дисклинаций
- система аккомодационных дисклинаций схлопывания
11. Поведение существенно метастабильных структур (в том числе и
"белых слоев") при эксплуатации
11.1. Влияние неравновесных зернограничных превращений на
ротационную пластичность стали
11.1.1. Экспериментальные данные
11.1.2. Анализ результатов эксперимента: зарождение полос
переориентации (1111):
- аккомодационные дисклинации и их поля напряжений
- зарождение дисклинационного диполя в поле напряжений дисклинации
- резюме к анализу зарождения ПП
11.1.3. Анализ результатов эксперимента: продвижение полос
переориентации

уровня флуктуации могут приобретать характер обратной связи и изменять начальное состояние системы.
Таблица 3.1.
Связь склонности металла к образованию дислокаций (ц / Со 2)
со СВАСК <35.
элемент сопротивление сдвигу (по данным [156]) Ц / ст0,2 СВАСК P5(d5)
теоретическое ц, ГПа реальное а0.2, МПа
Ni 73
V 47
Fe 85
Mo 119
W 160
Проанализируем, как влияет изменение плотности дислокаций р на распределение СВАСК в металле.
Для простоты представлений и расчетов рассмотрим линейное приближение: выберем в бездислокационном металле какое-либо
кристаллографическое направление ОХ, на участке этого направления длиной / будут размещаться всего N/ атомов, из них Nk атомов будут находиться в состояниях dK (или в любых других стабильных электронных конфигурациях), тогда СВАСК dK определяется выражением (3.1) и представляет собой равномерное распределение плотности вероятности (если считать координаты Xj атомов по оси ОХ случайной величиной Е,):
р(х)= Рк =const; (3.6)
а функция распределения : l I
F(x) = j/X*) -dx= jPk-dc = l-Pk (3.7)

представляет собой вероятность попадания случайной величины q на отрезок длиной / (если пределы интегрирования взять от - оо до + оо , то выражение (3.7) примет вид (3.3)).
Теперь рассмотрим тот же кристалл, но с дислокациями.
Пусть распределение дислокаций носит случайный характер. Это означает, что координаты 1 “дислокационных” атомов N,j на оси ОХ (также, как и координаты х, атомов Nk ) являются случайной величиной Е,* (рис.3.1), где i=l