Следующий чрезвычайно важный научно-технической и материаловедческий вопрос — это управление структурой и свойствами (в том числе и технологическими) металлов, сплавов и соединений путем наложения различных факторов, особенно в экстремальных условиях. Речь может идти о высоких и низких температурах, абсолютном вакууме и высоких давлениях, ударных волнах, больших ускорениях, различного рода излучениях и частицах высоких энергий, наложении мощных электрических, магнитных и ультразвуковых полей, использовании центрифугирования, невесомости и т. д.
Можно привести много примеров коренного изменения свойств материалов под влиянием такого рода воздействий [40,41]. Вещество и материал весьма чувствительны к внешним воздействиям, под их влиянием изменяют свою внутреннюю структуру электронное строение, а следовательно, химические и физические свойства [42,43]. Все дело в возможности создать сверхвысокие давления (достигнутая в опытах по сжатию тонких пленок величина гидростатического давления составляет около 1 млн. кг на см2). При сжатии под давлением обнаружено не только уплотнение вещества, но и появление новых стабильных модификаций у известных уже материалов. Считается, что почти нет веществ, у которых под давлением в сотни килобар не происходили бы фазовые превращения.
К экстремальным можно, по-видимому, отнести и обнаруженное впервые в 1945 г. на примере системы Al-Zn А. А. Бочваром и 3. А. Свидерской явление «сверхпластичности», проявляющееся в чрезвычайно большой величине (1000%) относительного удлинения при одноосном растяжении при обычной температуре [44]. Объясняется это особой структурой двух находящихся в смеси твердых растворов или состоянием фазового перехода. В дальнейшем сверхпластичность была обнаружена в ряде нержавеющих быстрорежущих [45] и других сталей и сплавов цветных металлов [46] при обычных, а чаще при повышенных температурах. В Англии и США в настоящее время пытаются использовать сверхпластичность в технологических целях (формовка корпуса автомобиля из сплава Al-Zn), поскольку сверхпластичный сплав деформируется без затруднения как пластик или размягченное нагревом стекло [47].
В отношении влияния температуры, в особенности на механические свойства металлов, сделан и делается ряд исследований, главным образом, в связи с поисками жаропрочных материалов и оптимальных условий горячей деформации [48-50].
Отстают исследования строения, свойств и технологического поведения металлов и сплавов в различного рода полях, хотя здесь могут быть получены весьма важные и интересные результаты.
Говоря о воздействии экстремальных условий на металлические материалы, нельзя пройти мимо проблем «космического металловедения», ставших особенно актуальными в свете последних космических достижений СССР и США.
Космическое металловедение интересует «земных» металловедов с двух точек зрения: во-первых, удовлетворение потребностей в металлических материалах этой бурно финишировавшей и динамически развивающейся отрасли науки и промышленности и, во - вторых, выяснение поведения металлов и сплавов в необычных для земли космических условиях и рано или поздно использования этих условий в технологических и научно-исследовательских целях. Что касается требований к материалам для космических и реактивных аппаратов, то они разнообразны и жестоки. Кроме температурной (высокие и низкие температуры) и термоциклической стойкости, еще требуется вакуумная плотность в условиях абсолютного вакуума (10 -14 атм), стойкость против вибрации, больших ускорениях (десятки тысяч g), метеоритной бомбардировке, длительном воздействии плазмы, излучений, невесомости. При всем этом сохраняются обычные для материалов всех отраслей промышленности и требования по совместимости с другими материалами, надежности, технологичности, нетоксичности и приемлемым ценам. В отношении свойств даже сравнительно краткое общение с космосом уже принесло нам новые сведения об испарении окислов и дислокаций, явлениях схватывания и задирания узлов трения в условиях космического вакуума [27].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.