слокацій і зміцнення матеріалу за рахунок чотирьох ефектів:
) освіти домішкових атмосфер на дислокаціях;
) зміни енергії дефектів упаковки;
) збільшення сил тертя при русі дислокацій;
) упорядкування.
Освіта на дислокаціях домішкових атмосфер (Коттрелла, Сузукі, Снука) утрудняє їх переміщення, особливо при низьких температурах і підвищує напругу, необхідне для початку роботи джерел Франка-Ріда. Внаслідок цього утруднюється перехід до нових систем ковзання, домішкові атмосфери їх блокують. Таке блокування приводить до початку пластичної деформації при більш високих напругах, після розблокування полегшується множинне і поперечне ковзання, що особливо важливо для полікристалів. Гальмування дислокацій за рахунок утворення атмосфер Коттрелла вже при дуже низьких концентраціях чужорідних атомів (~ 0,01-0,001%)
Атмосфери Снука формуються з атомів впровадження, які упорядоченно розташовуються в розтягнутих октаедричних порах ОЦК-решіток. Решітка спотворюється внаслідок наявності дислокації.
Атмосфери Сузукі - хмари домішкових атомів впровадження або заміщення, що сформувалися в дефекті упаковки, насичуються при концентрації чужорідних атомів, рівної декільком атомним відсоткам. Тому гальмування дислокацій виявляється і в сплавах, і в нелегованих металах технічної чистоти. [2]
Енергія дефекту упаковки при легуванні найчастіше знижується. При значних концентраціях розчиненого елемента енергія дефекту упаковки може стати на порядок менше, ніж у металу-основи, в результаті чого поперечне ковзання дислокацій сильно ускладниться.
Сторонні атоми в решітці твердого розчину є центрами спотворення, навколо яких виникають поля пружних напружень. Рух дислокації в такій спотвореної решітці утруднене, в порівнянні з чистим металом: зростають сили тертя, що перешкоджають переміщенню дислокацій. Ступінь приросту сил тертя тим більше, чим сильніше різниця в розмірах атомів основи і добавки і їх електронної структурі
Збільшення сил тертя в твердих розчинах часто пов'язують також з різницею в модулях пружності основи і добавки.
При утворенні далекого порядку пластична деформація ковзанням здійснюється за рахунок переміщення парних дислокацій, пов'язаних антифазні кордоном (рис.6).
Рис. 6.
Відстань між дислокаціями в упорядкованому твердому розчині впливає иа їх поведінку якісно так само, як ширина дефекту упаковки. Вплив далекого порядку на пластичну деформацію найбільш помітно в розчинах з г.ц.к. гратами значно слабкіше в о.ц.к. і г.п. розчинах.
Всі описані ефекти растворного зміцнення (крім упорядкування) проявляються тим легше, чим нижче температура деформації. З підвищенням температури вплив розчинних домішок і легуючих елементів послаблюється через розмиття домішкових атмосфер і активного розвитку термічно активуються процесів.
растворного зміцнення широко застосовується для створення жароміцних сплавів. У цьому випадку важливо, щоб ефект растворного зміцнення зберігався до можливо більш високих температур. Оскільки жароміцні властивості багато в чому визначаються дифузійної рухливістю атомів і процесами динамічного разупрочнения, то одна з основних вимог легування полягає в тому, щоб легуючі елементи знижували коефіцієнти дифузії атомів матриці. Чим менше рухливість атомів легуючого компонента, тим більш ефективно він підвищує міцність і жароміцність. Дифузійна рухливість атомів легуючого компонента, у свою чергу, тим менше, чим більше сили міжатомних зв'язку. Про силах межатомной зв'язку сплавів можна приблизно судити по температурах початку їх плавлення. Так, температуру солидус нікелевих сплавів істотно підвищують вольфрам і реній.
Про здатність легуючих елементів підвищувати жароміцність сплавів по розчинному механізму можна також побічно судити по їх впливу на температуру початку рекристалізації.
Молібден і вольфрам є найбільш перспективними легуючими елементи в жароміцних нікелевих сплавах. [3]
Найбільший ефект дає комплексне легування металів. У міру ускладнення складу твердого розчину міцність і жароміцність зростає. Растворного зміцнення можна використовувати при підвищенні жароміцності до температур (0,6 ... 0,65) Т пл (приблизно до 800 ° С для нікелевих сплавів).
2. Розробка технології виробництва
Прогрес світового автомобілебудування ставить перед розробниками автомобільної стали завдання зменшення маси автомобіля, зниження витрат на його виробництво. Ці завдання вирішуються шляхом освоєння виробництва високоміцної автол...
