Таким образом, опираясь на совокупность экспериментальных фактов о нестабильности свойств металлических расплавов, следует, помимо микронеоднородности, обратить внимание на их вторую важную черту: склонность в определенных условиях сохранять длительное Время неравновесные состояния.
Наибольшую роль неравновесность структуры расплава играет, по-видимому, в формировании механизма процессов, протекающих с участием этого расплава. Однако, влияя на механизм и зависящие от него характеристики Процессов, неравновесность структуры все же мало изменяет экспериментально устанавливаемые значения свойств. Дело в том, что эти значения, исключая, пожалуй, лишь поверхностное натяжение, даже при сильных колебаниях химического состава укладываются в сравнительно узкий диапазон на числовой оси. Для решения задач физико-химического анализа металлических расплавов, а именно установления общего вида температурно-концентрационных зависимостей свойств и выполнения на этой основе приближенных термодинамических расчетов, неравновесность структуры не является слишком большой помехой. Поэтому до сих пор вопросу неравновесности металлических расплавов уделялось мало внимания.
Имеющиеся экспериментальные результаты дают основание считать, что в металлических, особенно многокомпонентных, расплавах процессы установления равновесия, вызванные изменением состава или температуры, могут протекать со скоростью, много меньшей скорости изменения внешних условий. Это ведет к возникновению и более или менее длительному существованию неравновесных состояний структуры и выражается в нестабильности значений свойств. Другими словами, в жидких сплавах одинакового состава, находящихся в одних и тех же условиях, параметры ближнего порядка, в том числе характер распределения атомов примесей, могут быть существенно различными.
В ряде работ отмечается наличие связи между свойствами жидких сплавов и механическими характеристиками образующегося твердого металла. Анализ результатов испытаний механических свойств литых промышленных сталей при комнатной температуре, при температурах горячей пластической деформации и при температурах, близких к плавлению металла, показывает, что максимальное повышение свойств, особенно относительного удлинения δ и сужения ψ, наблюдается в тех случаях, когда в результате высокотемпературной обработки сталей в жидком состоянии устраняется гистерезис вязкости расплавов. В других случаях, когда выбранные производственные режимы обработки расплава приводят не к полному устранению гистерезиса вязкости, а лишь к его уменьшению, повышение свойств (предела текучести, при комнатной температуре, длительной прочности при 750°С и др.) оказывается меньшим и в значительной степени зависящим от величины гистерезиса. Различаются и параметры кристаллической решетки сплавов, имеющих различный гистерезис вязкости, а также такие характеристики межатомных сил связи твердого металла, как модуль упругости и характеристическая температура Дебая.
Одним из простых и довольно эффективных способов воздействия на жидкий сплав является выдержка его при высокой температуре. Она приводит к стабилизации свойств расплава (например, вязкость чаще всего возрастает) и при одинаковых условиях затвердевания вызывает некоторую стабилизацию механических характеристик твердого металла. При этом такие характеристики, как предел текучести, относительное удлинение и сужение, кавитационная стойкость и ряд других повышаются.
Отмеченные экспериментальные результаты открывают дополнительные пути улучшения и стабилизации служебных характеристик металлических изделий. Поэтому исследование свойств металлических жидкостей и связи их с твердым состоянием для различных групп расплавов, особенно промышленных, представляет не только научный, но и прикладной интерес.
Даже если взаимосвязь между свойствами расплавов и механическими характеристиками закристаллизовавшегося металла не обнаруживается, .то это, конечно, не означает, что в данном случае влияние структуры расплава на свойства твердого металла полностью отсутствует. Дело в том, что сами-то механические свойства далеко не полностью характеризуют твердый металл и его истинное поведение в реальных процессах нагружения и деформации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.