Экология СПРАВОЧНИК

В случае многофазных сплавов эрозионному воздействию в периферической зоне в основном подвергается более мягкая •фаза во встречающихся на пути радиального потока межфаз-ных границах. Это воздействие является кумулятивным в том •смысле, что более деформируемая фаза или фазовая граница сильнее отходит от плоскости поверхности и поэтому подвергается воздействию больших сил. В результате происходит частичное или полное удаление выступа. Эти механизмы эрозии наблюдались, например, в латуни марки 60/40, где фаза а эродировала при одиночном ударе, в металлокерамике карбида вольфрама, где частицы карбида «выдергивались» и уносились в периферической зоне, и в сплавах типа дуралюмина, где интерметаллическая фаза удалялась аналогичным образом [20]. Филд и др. [51] рассмотрели подъемное действие струи жидкости на заклепку, удерживающую вместе листы алюминиевого сплава. В той же работе с помощью высокоскоростного фотографирования было выявлено подъемное действие течения на небольшую ступеньку на поверхности, находящуюся на пути растекающейся жидкости.[ ...]

Ригер [131] и Беутин и др. [13] изучали расположение дислокаций в металлах, деформированных под действием удара одиночных капель. Беутин с помощью просвечивающего электронного микроскопа зафиксировал удивительный и необъяснимый результат: число дислокаций в алюминии после удара оказалось меньше, чем до удара. Однако наибольшая плотность дислокаций была зарегистрирована на поверхности и в периферической зоне. Было установлено, что крупная сетка дислокаций, характерная для недеформированиого состояния, заменяется тонкой структурой, состоящей из мелких дислокационных петель или колец.[ ...]

При скоростях удара выше 1500 м/с для металлов с низким пределом текучести, таких, как свинец и олово, пластическое течение напоминает гидродинамическое почти на всех стадиях удара. В результате образуется кратер полусферической формы, окруженный заметной кромкой. Его внешний вид напоминает замороженный всплеск [21].[ ...]

Можно сделать вывод, что в конструкционных металлах при скоростях удара выше 600 м/с удар по нормали вызывает обширное пластическое течение, вследствие чего на поверхности образуется впадина. Диаметр впадины почти совпадает с диаметром жидкой массы, которая ударяет в твердое тело. В случае струи он практически равен диаметру начальной части струи; в случае сферической капли диаметр кратера значительно меньше диаметра капли (см., например, [52]). Там, где начинается растекание, можно ожидать разрушения из-за срезающего действия жидкости, движущейся вдоль поверхности с большой скоростью. Разрушения этого типа обычно локализуются на неоднородностях поверхности. Этими неоднородностями могут быть царапины, раковины и включения в исходном материале, или они могут возникать в процессе удара в форме поверхностных волн, повернутых зерен, полос скольжения и, возможно, трещин.[ ...]

Процесс разрушения стеллитов изучали Мариотт и Роуден [115]. Начальная деформация сопровождалась появлением устойчивых полос скольжения. Вдоль некоторых из этих полос развивались интрузии, связанные с усталостью, а в зонах сильного скольжения образовывались раковины вблизи скоплений карбида. Растрескивание по границам раздела между карбидом и матрицей приводило к уносу частиц карбида. Растрескивание возникало из-за неспособности кобальто-хромовой матрицы снимать напряжения путем перекрестного скольжения. На поздних стадиях эрозии происходит распространение трещин внутри зерен, возможно связанное с усталостью, а также частичное раскалывание частиц карбида. Бейкер и др. [6] также отмечали распространение трещин внутри частиц карбида в этих сплавах.[ ...]

В углеродистых сталях сначала эродирует доэвтектоидный феррит, а затем эвтектоидиый феррит [75]. Оказалось, что высокоуглеродистые стали (0,6—1% С), не склонные к упрочнению, эродируют быстрее и с меньшим инкубационным периодом, чем низкоуглеродистые стали. В качестве возможной причины, объясняющей различие в поведении, были названы большие пластические напряжения в низкоуглеродистых сталях.[ ...]

Эксперименты, которые дополняют исследования, проведенные в ударной трубе, заключались в изучении эрозии металлической поверхности только под действием течения жидкости по поверхности [161]. Хорошо полированные поверхности были эрозионно стойкими, но все виды поверхностных неоднородностей эродировали. Особенно чувствительными к эрозионному воздействию оказались впадины, образовавшиеся в ударной трубе. Турбулентность, завихренность и, возможно, кавитация оказывают влияние на разрушение путем среза.[ ...]

Моррис и Бейтс [117], а также Моррис и Валь [118] рассмотрели механизм ударной эрозии для нескольких конструкционных сплавов. Они заметили, что сплав Т1—6%А1—4%У особенно устойчив к эрозии. Разрушение начинается на трещинах, связанных с хрупкими осадками. Затем распространение подповерхностных магистральных трещин от стенок кратеров под действием давления жидкости вызывает локальное отслоение-поверхности и быструю эрозию.[ ...]

Кривые эрозии, аналогичные полученным Бейкером и др. [7]„ были получены также авторами работ [12, 76, 131]. В работах Хеймана [79] и Спринжера [150] имеется библиография по вопросам испытаний.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Деформация образца из нер- Рис. И. Каверна диаметром 5 ммг

Впадины на поверхности меди (а), образовавшиеся при многократных ударах жидких капель со скоростью 50 м/с, и подобные впадины на поверхности меди (б), образовавшиеся под действием 750 ударов, произведенных с помощью ударной трубы, наполненной жидкостью [161].

Внешний вид эродированного участка поверхности диаметром 16 мм •образца стеллита 6 после 8-10° ударов капель на 1 мм2 при скорости удара 510 м/с и среднем диаметре капли 0,66 мм [7]. (С разрешения Центрального управления по производству электроэнергии.)

Кривые эрозии для нескольких высокопрочных сплавов, полученные по результатам испытаний в роторном устройстве с разбрызгиванием капель при среднем диаметре капли 0,66 мм и скорости удара 310 м/с [7]. (С разрешения Центрального управления по производству электроэнергии).

Вернуться к оглавлению