К проблеме редких металлов тесно примыкает проблема благородных металлов платиновой группы, которые, в сущности говоря, являются редкими благородными металлами. Вопреки существующему мнению, использование этих металлов в ювелирных изделиях не превышает 10%, а главное их применение — промышленное. Так, например, в Японии ежегодно на технические нужды расходуется: 12.7 т платины, 15.4 т палладия и ~ 130 кг рутения. В нашей стране из шести металлов VIII группы платина и иридий — дефицитные, а палладий и рутений используются недостаточно. Между тем эти металлы и сплавы на их основе обладают важными и оригинальными свойствами.
Для быстрого и эффективного научного и промышленного освоения платиновых металлов должен быть развернут соответствующий фронт химико – металлургических, металловедческих, технологических и опытных работ.
Говоря о предстоящих перед металловедами задачах, нельзя пройти мимо вопросов прочности металлов и сплавов, перспектив улучшения и более полного использования их механических, технологических и служебных свойств. По своей важности и объему эта тема может быть темой самостоятельной статьи. Здесь можно только коснуться основных тенденций. Интервал требований на жаропрочные материалы в отношении температур и рабочего времени исключительно велик и многообразен: от 100 тыс. час (при 450—650° С) для стационарных паровых турбин до 30 мин (при 2500—3900° С) для сопел ракет.
Поведение материала при высоких температурах и напряжениях в течение длительного времени — сложнейший физико-химический процесс, зависящий от природы и структуры материала, схемы и способа приложения действующих усилий, условий деформации и окружающей среды [27, 48]. В этих условиях (на что пока, к сожалению, обращается мало внимания) могут изменяться такие основные параметры сплавов, как состав, структура, число, вид и расположение дефектов и, в какой-то степени, даже межатомная связь и электронное строение. Все это определяет сложность теоретических и экспериментальных исследований в данном направлении. Существуют различные подходы к объяснению поведения металлов и сплавов под нагрузкой при высоких температурах— феноменологические, физико-химические, металловедческие, дислокационные и энергетические в зависимости от узкой специализации и научного вкуса того или иного автора [27, 48, 50, 67-72]. На этих путях советскими и зарубежными учеными, научными работниками и инженерами были достигнуты значительные успехи, в особенности в отношении разработки новых сплавов и технологии их производства. Но настоящая полноценная теория жаропрочности пока, к сожалению, еще не создана и ведущим является эксперимент с его последующим истолкованием с тех или иных позиций. Так, по-видимому, будет продолжаться до тех пор, пока к проблеме жаропрочности не будет привлечена современная квантовая физика, в частности зонная теория.
До сих пор, как известно, используется менее одной десятой от теоретической прочности металлов. Таким образом, имеются громадные запасы повышения прочностных характеристик металлических материалов. В США, например, ставится задача в период 1980—1990 гг. получить у стали предел прочности на растяжение до 700 кг/мм2 (против 200—300 кг/мм2 у существующих образцов высокопрочной стали), а на композитных материалах до 700—1400 кг/мм2. Кроме того, предполагается существенно уменьшить значения «запаса прочности» в конструкциях за счет лучшего знания свойств материалов и совершенствования методов расчета на прочность. В автомобильной промышленности и вообще на транспорте предполагается постепенно «вытеснить» сталь более легкими высокопрочными алюминиевыми, магниевыми и титановыми сплавами, а также композиционными материалами (прогноз американского общества по исследованию металлов). Однако надо повысить не только предел прочности, но и сопротивление усталостному и хрупкому разрушениям металлов, а успехи в этом направлении пока довольно скромные (значения предела усталости надрезанных образцов составляют только 30—50 кг/мм2 для стали и 12—14 кг/мм2 для алюминиевых сплавов при максимальных значениях предела прочности на растяжение соответственно 300—350 и 70 кг/мм2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.