Очень большие задачи стоят в отношении выбора оптимальных (температура, скорость, степень, пластическая деформация) условий обработки разнообразных металлов и сплавов давлением путем ковки, прессования, прокатки, волочения, штамповки, а также создания таким путем оптимального сочетания структуры и свойств металлических материалов [49, 50, 77-81].
Огромное научное и народнохозяйственное значение имеет выяснение природы и разработки способов предотвращения тепловых зон хрупкости, наблюдающихся в тех или иных температурных интервалах почти у всех технических металлов, сплавов и соединений [3, 27, 50, 79].
Проблема хладноломкости является одной из узловых проблем металловедения.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных ученых, проведенными в основном за последние 10 лет, выявлено решающее влияние примесей внедрения на хладноломкость [3, 27, 50, 66, 81, 82].
Оказалось, что при ничтожной растворимости примесей внедрения, особенно в металлах VIА группы (около 0.0001%) при 20°), они практически всегда присутствуют в твердом металле в виде пограничных фаз, представляющих собой малопрочные неметаллические соединения (окислы, карбиды, нитриды, гидриды), способствуют появлению трещин по границам зерен, поэтому катастрофически снижают пластичность и конструкционную прочность металлов при средних и особенно при низких температурах. Примеси внедрения, находящиеся в твердом растворе, также значительно ухудшают пластические свойства тугоплавких металлов, главным образом в результате торможения движения дислокаций и уменьшения сопротивления распространению трещин.
Следующим значительным шагом было установление особо вредной роли определенных примесей внедрения и экспериментальное установление «рядов охрупчивания», т. е. распределение примесей внедренияв определенный ряд по степени охрупчивания ими тугоплавких металлов и сплавов. Из-за неодинаковой растворимости ряды охрупчивания оказались различными (даже противоположными) для металлов VAи VIA групп. Металлы VAгруппы больше всего охрупчиваются водородом, затем азотом, кислородом и углеродом [81], тогда как на металлы VIAгруппы сильнее всех влияет углерод, затем кислород, азот и слабее всех — водород [82].
С физико-химической точки зрения у металлов с ОЦК - решеткой нет оснований для существования температурных зон хрупкости, так как у этих металлов в состоянии высокой чистоты с охлаждением тип кристаллической решетки и металлический характер атомной связи не изменяются [27, 50]. Надо полагать, что хрупкость является свойством только металлов технической чистоты из-за загрязненности их примесями внедрения и дополнительной порчи границ зерен этими же примесями при обработке и службе полуфабрикатов и изделий.
Экспериментально показано наличие высокой пластичности зонноочищенных монокристаллов тугоплавких металлов с ОЦК - решеткой даже при температурах кипения азота (—196° С) и гелия (—268.8° С [27, 29].
До сих пор нами рассматривалась низкотемпературная хрупкость металлов с ОЦК - решеткой. Но оказывается, что эти металлы и даже потенциально пластичные металлы и сплавы с ГЦК - решеткой становятся хрупкими при средних («синеломкость» железа, «зоны хрупкости» меди, никеля и их сплавов) и высоких температурах («красноломкость» сталей и сплавов) [50, 79, 83]. Причины существования таких зон выяснены еще не во всех случаях.
Необходимо остановиться на все возрастающей роли сплавов с особыми электрофизическими свойствами. Наука и техника вступили в такой период своего развития, когда к металлическим материалам предъявляются требования не по одному какому-либо, а по целому комплексу свойств, причем ведущими часто оказываются не механические, а электрофизические свойства (электротехника, приборостроение, электронная техника, радиотехника, светотехника, ядерная техника, техника частиц высокой энергии, МГД-генераторов, ТЭПов и др.). Помимо электрофизических, часто требуется и наличие определенных значений и других физических свойств, например, теплопроводности, теплоемкости, звукопроводности, коэффициента расширения и т. п.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.