Характеристики ускоренного массопереноса при ударном сжатии металлов с кубической решеткой - Автореферат

Характеристики ускоренного массопереноса при ударном сжатии металлов с кубической решеткой АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» и Институте металлофизики им. Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор Митлина Людмила Александровна Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Горбунов Александр Константинович доктор технических наук, профессор Жигунов Виктор ВладимировичВ начале 70-х гг. прошлого столетия был обнаружен и выделен как новое явление эффект перемещения атомов в твердых телах на макроскопические расстояния за чрезвычайно короткое по сравнению с обычной диффузией время. Он был назван аномальным массопереносом за сверхвысокие скорости миграции атомов, превосходящие подвижность в жидких металлах. Трудность исследования процессов массопереноса в условиях, далеких от равновесия вызвана тем, что массоперенос в неравновесных условиях представляет собой результат одновременного действия нескольких процессов различной физической природы, включающих изменение структурного состояния кристалла, образование и релаксацию различных дефектов кристаллической решетки, возникновение напряжений и другие эффекты. Основная цель работы состоит: - в установлении истинной температуры, при которой осуществляется ускоренная миграция атомов, с учетом нагрева за счет деформирования в условиях различных импульсных воздействий, - в исследовании соответствия времени деформирования продолжительности стимулированного импульсной деформацией диффузионного переноса вещества в широком интервале температур, - в исследовании механизма и закономерностей диффузии (подвижности и распределения атомов) в металлах и сплавах и их взаимосвязи с деформационными характеристиками (наличием остаточной пластической деформации, степенью и скоростью пластической деформации, наличием касательных напряжений, температурой импульсного воздействия). Личный вклад автора состоит в проведении экспериментальных исследований и установлении взаимосвязи распределения подвижности атомов с деформацией, времен нагружения и миграции атомов, а также увеличения температуры деформируемого металла при различных видах импульсного воздействия.Оказалось, что на скорость миграции атомов оказывают влияние характеристики импульсного или квазистатического нагружения: температура, скорость деформации, кратность приложения нагрузки и др. По их мнению, ускоренное перераспределение атомов происходит как в процессе, так и после завершения акта деформации, например, за счет повышения дефектности, появления путей «короткой» диффузии, релаксации напряжений и др. Для достижения последнего варианта применялись импульсная пластическая деформация и импульсное электромагнитное поле (т. н. магнитноимпульсная обработка, производимая на оборудовании для магнитноимпульсной сварки МИС), импульсная пластическая деформация и высокочастотное озвучивание (т. н. ультразвуковая ударная обработка УЗУО), импульсная пластическая деформация и импульсная упругая деформация (в условиях электрогидроимпульсной обработки ЭГИ), импульсная пластическая деформация и высокие давления (обработка взрывом), осуществляемые по 3 схемам: плоская ударная волна, косое соударение образца и метаемой пластины и сходящиеся волны при обжатии контейнера, расположенного по оси симметрии цилиндрического заряда бризантного взрывчатого вещества. В целом же исследования проводились описанными в данной главе методами послойного радиометрического анализа (снятия слоев); макроавторадиографии диффузионной зоны (в том числе и полученной методом «косого шлифа»), поверхности и отдельных слоев, микро-и электронномикроскопической авторадиографии поверхности и плоскостей, параллельных поверхности, а также некоторых участков по всей длине диффузионной зоны; вторичной ионно-ионной эмиссии (ВИИЭ) на масс-спектрометрическом микроскане; комбинированным методом, позволяющим получать одновременно информацию о распределении меченых атомов и фазового состава по глубине диффузионной зоны, получившим название РИМС (Радиоактивные Изотопы - Мессбауровская Спектроскопия); микрорентгеноспектрального с помощью установок «Камека» и «Камебакс», металлографического (при увеличении 2000), послойного рентгеноструктурного с шагом ~ 15 - 20 мкм (при использовании - излучения хрома) и микродюрометрического анализов. Оказалось, что при отличии температуры нагружения от температуры фазового перехода ?Т на 5° и точности поддержания температуры ±2° плавление или полиморфное превращение происходили во всех случаях, при ?Т = 10° - только в некоторых случаях, при ?Т = 15° - все образцы остаются в твердой фазе или в той же модификации, что и до деформирования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ПОЛНОСТЬЮ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Определение длительности массопереноса и температуры импульсно деформируемого металла / Д.С. Герцрикен, А.И. Игнатенко, О.А. Миронова и др.// ФММ.- 2005. -Т.99, вып. 2.- С. 187-193.

2. Влияние распределения деформации на массоперенос в металлах при ударной сварке в вакууме / В.М. Миронов, О.А. Миронова, Д.С. Герцрикен и др.// Проблемы машиностроения и автоматизации. -2005. -№ 2. - С. 71-75.

3. Взаимосвязь импульсных деформаций в металлах и стимулированного ими массопереноса / Л.А. Митлина, В.Ф. Мазанко, Д.С. Герцрикен, О.А. Миронова // ФИХОМ. - 2006. -№4. - С.77-83.

4. Митлина Л.А., Миронов Д.В., Миронова О.А. Локализация проникающих атомов в импульсно деформируемых металлах // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии.- 2006. -Вып. 3. - С. 42 - 44.

5. Определение величины температурного эффекта при импульсной пластической деформации металлов / Л.А. Митлина, Д.С. Герцрикен, О.А. Миронова и др.// Доповіді НАН України.- 2006. -№8. -С. 119-126.

6. Влияние распределения деформации на диффузионные процессы в разнородных металлах при ударной сварке в вакууме / Л.А. Митлина, В.Ф. Мазанко, О.А. Миронова и др. // Физика прочности и пластичности материалов: Труды XVI Международной конференции. - Самара, 2006. - Т. 2. - С. 23 - 25.

7. Диффузионные процессы при скоростном деформировании металлов в импульсном электромагнитном поле / Д.В. Миронов, Д.С. Герцрикен, О.А. Миронова и др. // Металлофизика и новейшие технологии.- 2007. - Т. 29, № 2. - С.173 - 192.

8. Определение длительности массопереноса и температуры металлов при импульсных методах сварки давлением / Л.А. Митлина, Д.С. Герцрикен, Д.В. Миронов, О.А. Миронова // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2005. - Т. 12, вып. 3. -Часть 2. - С. 1039.

9. Локализация проникающих атомов в импульсно деформируемых металлах / Л.А. Митлина, В.Ф. Мазанко, О.А. Миронова и др.// Физическое материаловедение: Тезисы докладов II Международной школы. - Тольятти, 2006. -С. 91.

10. Диффузия инертных газов в металлах при ионной бомбардировке в плазме тлеющего разряда / Д.В. Миронов, Г.В. Луценко, В.П. Бевз, О.А. Миронова// Фундаментальные проблемы новых технологий в третьем тысячелетии: Труды Третьей Всероссийской конференции молодых ученых. -Томск, 2006. -С.82-86.

11. Mironov V.M., Mironova О.А., Gertsriken D.S. Diffusion in systems with an intermediate interlayer at a shock pressure // Diffusion and diffusional phase transformations in alloys: Abstract booklet of IV International conference DIFTRANS-2007. - Sofiyivka (Uman), 2007. -Р. 144.

Размещено на .ru