Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Необычные свойства обычных металлов - Займовский В.А.

Займовский В.А., Колупаева Т.Л. Необычные свойства обычных металлов — М.: Наука, 1984. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neobichniesvoystvaobichnihmetalov1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 52 >> Следующая


Дело в том, что высокотемпературная модификация железа — аустенит — имеет гранецентрированную кубическую решетку с плотной упаковкой (с. 46), но сравнительно большим размером пор, в которых могут разме-1 щаться атомы углерода. Вследствие этого в аустените его может раствориться до 2 % (по массе). Таким образом, весь углерод, имеющийся в составе стали (а его обычно значительно меньше 2 %), при температурах 800-— 1000 °С находится в решетке аустенита, образует твердый раствор внедрения. Низкотемпературная а-модифи-кация железа — феррит — имеет объемноцентрирован-ную кубическую решетку (см. с. 60) со значительно меньшим объемом пор и практически не растворяет углерод.

Если охлаждать аустенит медленно, то в ходе образо* вания a-фазы железа углерод будет выделяться из твер-

126
дого раствора, вступая в химическое соединение с железом. Тогда при низких температурах структура стали будет представлять собой смесь феррита, в котором почти нет углерода, и карбида железа Fe3C, в котором углерода около 7 %.

Процесс образования карбида требует перемещения атомов углерода на значительные расстояния: они должны скапливаться в тех участках аустенита, где возникнет карбидная частица, и наоборот, освобождать от своего присутствия те объемы, в которых образуется феррит, не желающий растворять углерод. Ho диффузионная подвижность атомов углерода, как мы помним, сильно зависит от температуры, и ниже 200—300 °С описанный процесс становится невозможным. Быстрое охлаждение при закалке как раз и нужно для того, чтсбы привести аусте-нит в этот интервал температур, не допустив его распада на смесь феррита и карбида. Тогда и реализуется мартен-ситное превращение, в результате которого атомы углерода принудительно «загоняются» в решетку феррита, вопреки его нежеланию. Весь углерод, растворенный при нагреве в аустените, автоматически переходит в феррит, вызывая в его решетке сильнейшие искажения. Если в стали, скажем, 0,6 % углерода, то после закалки мы получаем 100-кратное пересыщение феррита, так как при комнатной температуре он растворяет добровольно лишь 0,006 % углерода. Как установил Г. В. Курдюмов, без-диффузионное превращение аустенита в сильно пересыщенный феррит (мартенсит) и вызывает резкое упрочнение стали. Теперь ее трудно пластически деформировать, поскольку дислокации в мартенсите двигаются с большим трудом. Движению дислокаций препятствуют те искаженные области решетки, в которых располагаются атомы углерода, а эти области отстоят друг от друга уже не на тысячи (как в феррите с 0,006 % углерода), а лишь на десятки межатомных расстояний.

§ 8. Оловянная чума

и открытие Г. В. Курдюмова

и Л. Г. Хаидроса

Хотя мартенситное превращение связано со значительными сдвиговыми смещениями атомов, форма тела п;ш закалке в целом не изменяется. Дело в том, что аустенит сопротивляется росту в его среде новой фазы,

127
Напряжение

Охлаждение
заставляя мартенситную фазу разбиваться на отдельные кристаллы, так чтобы направления сдвиговых смещений в соседних кристаллах были противоположны. Это снижает общий уровень напряжений, возникающих в ходе мартенситного превращения из-за сильных деформаций решетки и различия в удельных объемах двух участвующих в нем фаз. Упрощенно эта картина изображена на рис. 77. Форма тела в целом не изменилась, но первоначально плоские поверхности стали ребристыми. Появился рельеф — непременный спутник мартенситного превращения.

В некоторых случаях превращение сопровождается огромным объемным эффектом, и это приводит подчас к трагическим последствиям. Яркий пример этого — превращение в олове, высокотемпературная модификация которого (белое олово) имеет удельный объем на 25 % меньший, чем низкотемпературная (серое олово). Переход белого олова в серое обычно происходит при низких температурах и тогда мягкий, пластичный металл внезапно превращается в серый порошок. Серое олово очень хрупко и не может выдержать напряжений, возникающих в ходе превращения.

Именно это превращение послужило одной из причин гибели антарктической экспедиции Р. Скотта, покорившей 18 января 1912 г. Южный полюс. Путешественники погибли на обратном пути из-за отсутствия топлива. Сосуды с горючим прохудились, так как белое олово, которым они были пропаяны, «не выдержало мороза» и рассыпалось.

В сущности это было непростительной небрежностью, поскольку о такой опасности в Европе знали уже двести лет назад. То, что происходило с оловом при сильных морозах, назвали «оловянной чумой», которая в свое время оставила «трактиры без ложек и мисок, а солдат без пуговиц». Ho превращение в олове — это одна крайность, а нас сейчас больше интересует другая.

Г. В. Курдюмов и Л. Г. Хандрос первыми экспериментально обнаружили новый тип мартенситного превращения в алюминиевой бронзе. Как и предсказывал Г. В. Курдюмов, при благоприятном сочетании определенных условий превращение аустенита (А) в мартенсит (M) приобретает особые черты. Оно становится, как выразился Г. В. Курдюмов, «термоупругим». Этот термин отражает необычные особенности такого мартенситного
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 52 >> Следующая