Экология СПРАВОЧНИК

Были проведены подробные исследования деформирования и механизмов уноса массы металлов с гране- или объемноцент-рированной кубической и гексагональной плотноупакованной решетками в вибрационных устройствах [76, 77, 100, 103] и гидродинамической трубе (рис. 4, в) [16, 17]. Микроскопическое исследование образцов, испытанных этими двумя методами, дает одинаковые результаты. Однако эксперименты в гидродинамической трубе (рис. 4, а), выполненные Хансоном и Мёрчем [33, 34], показывают, что эти методы могут давать различия на самых ранних стадиях деформирования. Однако из-за высокой интенсивности кавитации проверить это невозможно.[ ...]

Исследовались также монокристаллы и бикристаллы алюминия 100], однако заметного влияния ориентации кристалла или наличия границ зерен на продолжительность инкубационного периода, скорость эрозии или образование раковин и кратеров на поверхности тела обнаружено не было.[ ...]

Авторы работ [16, 17] также наблюдали хрупкое и пластическое разрушение в армко-железе. К сожалению, микроскопические исследования других металлов с ОЦК-решеткой не проводились.[ ...]

Металлы с ГПУ-решеткой являются анизотропными, и среди них имеются как чувствительные, так и не чувствительные к скорости деформации. В литературе опубликованы данные по эрозии только для двух металлов с ГПУ-решеткой: цинка [16, 77, 97] и кобальта [77, 108].[ ...]

В монокристаллическом цинке эрозия происходит путем скола на базисных плоскостях и призматических плоскостях первого порядка [97]. Эти трещины начинаются на пересечении линий двойникования в кристаллах ориентации (0001) и н§ поверхностных дефектах, которые могут появляться при обработке или при деформировании под действием кавитации в образцах, имеющих ориентации (1010). Поэтому скорость эрозии в металлах с ГПУ-решеткой гораздо сильнее зависит от ориентации кристалла и наличия границ зерен, чем в металлах с ГЦК- или ОЦК-решеткой. Например, продолжительность инкубационного периода для поликристаллических образцов, а также образцов с ориентацией кристаллов (0001) и (1010) составляет 7,18 мин и >45 мин соответственно.[ ...]

В равновесном состоянии при комнатной температуре кобальт также имеет ГПУ-решетку, однако при температуре 417°С происходит фазовый переход к ГЦК-решегке. В поли-кристаллическом кобальте при комнатной температуре всегда имеется метастабильная фаза с ГЦК-решеткой, однако было показано, что под действием кавитации [9] эта фаза быстро переходит в равновесную структуру с ГПУ-решеткой и что скорость эрозии кобальта не зависит от начального содержания фазы с ГЦК-решеткой.[ ...]

Кроме того, в кобальте не наблюдается перехода от пластического разрушения к хрупкому при низких температурах или высоких скоростях деформации. Поэтому эрозия кобальта происходит по механизму пластического разрушения (рис. 21).[ ...]

Сравнительно мало исследований посвящено изучению эрозии однофазных сплавов, видимо, потому, что подавляющее большинство технических сплавов являются многофазными. Однако анализ имеющихся данных показывает, что наиболее важное требование к сплавам, являющимся твердыми растворами, с точки зрения высокой эрозионной стойкости состоит в том, что энергия дефектов упаковки должна быть мала. В многофазных сплавах такие параметры, как объемная доля, размер н распределение второй фазы, как правило, оказывают иное и часто менее значительное влияние на скорость эрозии, чем на механические свойства материала при статическом нагружении. Тем не менее присутствие второй фазы неизбежно влияет на характер объемного деформирования и, следовательно, может изменить механизм эрозии тех металлов, в которых энергия кавитации рассеивается в большом объеме, например алюминия. С другой стороны, она может играть незначительную роль для тех металлов, в которых деформирование ограничено тонким поверхностным слоем, например для железа. Эти вопросы рассматриваются ниже для четырех различных систем.[ ...]

Райт и Миккола [109] изучали влияние упорядочения на эрозию Си3Аи. Качественно кривые уноса массы близки для сплава в первоначально упорядоченном и неупорядоченном состоянии. Однако фактическая величина уноса массы в первом случае почти вдвое меньше, чем во втором. Было высказано предположение, что более низкая скорость является следствием однородности процесса скольжения в упорядоченном сплаве по сравнению с неоднородностью скольжения, наблюдаемой в неупорядоченной структуре.[ ...]

Следует отметить эрозию пластичной а-фазы, тогда как мартенситная фаза не повреждается.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Сечение алюминиевого образца после воздействия кавитации в течение 2 ч [103].

Микрофотографии образца поликрнсталлического железа, очищенного зонной плавкой, после воздействия кавитации в течение 4,5 ч [77]. л — два типа разрушения; б — хрупкое разрушение; в — пластический разрыв. Микрофотографии получены с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Микрофотографии образца кобальта [77].

Продолжительность инкубационного периода и для сплавов Си—N1 и Си—Ъп в зависимости от величины их начальной микротвердости [11]. Частота колебаний 20 кГц, амплитуда 40 мкм; / — медноцинковые сплавы; 2 — медноникелевые сплавы.

Эрозия сплава Си—10% А1 после термической обработки [18].

Полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии, иллюстрирующие развитие (а— б—+в—^г) эрозионной раковины в максимально состаренном сплаве А1 — 4% Си [98].

Полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа фотографии раковин, образующихся в цинке с размером зерен 0,1 мм (а) и 1,5 мм (б) после воздействия кавитации в течение 40 мин. [77].

Влияние размера зерен на продолжительность инкубационного периода to и последующую скорость уноса массы М никеля под действием вибрационной кавитации [77].

Влияние холодной прокатки на эрозионную стойкость чистого железа [82].

Эрозия образцов из тефлона и поливинилхлорида по данным испытаний в устройстве с вращающимся диском. Для сравнения приведены данные для алюминия и нержавеющей стали [58]. 1 — алюминий; 2 — тефлон; 3 — поливинилхлорид; 4 — нержавеющая сталь.

Вернуться к оглавлению