Вплив структурних факторів на формування механічних, в’язкісних, динамічних властивостей і акустичну емісію нових берилієвих матеріалів - Автореферат

Багаторічні спільні дослідження (ХФТІ, ВНІІНМ, УМЗ, ІПМ НАНУ, ІМ НАНУ, ІОНХ НАНУ), які звязані з проблемою крихкості берилію, дозволили виявити, що основним шляхом підвищення міцності берилію є подрібнення зерна і легування, а пластичності - подрібнення зерна і підвищення чистоти. Дисертаційна робота виконана в лабораторії фізики берилію ІФТТМТ ННЦ ХФТІ в рамках ряду державних програм та НДР, що проводилися в ННЦ ХФТІ згідно з планами науково - дослідних робіт в межах програм колишнього СРСР і України (Програма робіт з атомної науки і техніки ННЦ ХФТІ на період 1992 - 2000 р. від 23.03. 1993 р., затверджувана Мінмашпромом і НАН України та ін.), проектів ГКНТ України 05.02./815 97 програма 05.02 “Нові металеві матеріали” і 07.02. Для досягнення цієї мети в роботі ставилися наступні задачі: - провести систематичні дослідження і встановити закономірності впливу структурних факторів і технологічних параметрів на механічні, динамічні, вязкісні властивості та на спектри акустичної емісії промислових і дослідних сортів берилію; встановити основні фактори, що визначають рівень фізико-механічних властивостей і, з урахуванням їх особливостей, розробити фізичні основи отримання берилієвих матеріалів з високим рівнем фізико-механічних властивостей; Основні положення дисертації, що виносяться на захист: - експериментальні результати дослідження впливу структурних факторів і технологічних параметрів на механічні, динамічні, вязкісні властивості берилію, отриманого по різним технологіям, дозволяють встановити закономірності формування високого рівня фізико-механічних характеристик;-основними факторами, що визначають рівень фізико-механічних характеристик берилію, є висока чистота вхідного матеріалу і структура, що характеризується рівноосною формою часток, ультрадрібним зерном з наявністю субзерен, рівномірним і дрібнодисперсним розподілом оксиду берилію по границям часток;Обробка експериментальних результатів зарубіжних досліджень виявила ряд істотних протиріч при визначенні впливу структурних факторів (розміру зерна, чистоти, вмісту оксиду берилію), термообробок і ін. параметрів на вязкість руйнування берилію. Виходячи з цього, сформульовані задачі досліджень: - отримання кількісних даних про вязкість руйнування вітчизняних промислових і дослідних сортів берилію; Наведені дані ілюструють значний розкид вимірюваних значень К1с для різних партій одного і того ж сорту металу, тобто середньостатистичні значення вязкості руйнування істотно міняються від партії до партії в межах одного і того ж сорту металу. Аналіз впливу чистоти на характеристики вязкості руйнування вітчизняних сортів ГП берилію показав тривку тенденцію зростання вязкості руйнування при збільшенні чистоти металу і зменшенні вмісту металевих домішок. Порівняння значень вязкості руйнування технічного і дистильованого матеріалів, спресованих з порошків з розміром часток-56 і 20 мкм, показало, що берилій з крупнозернистого порошку володіє більш високими значення К1с (відповідно 63.4 і 60.5 кг/мм3/2 у сорту Т56 і Т20 і 52 і 47.5 кг/мм3/2 у дистильованого Д56 і Д20), що звязано з збільшенням вмісту ВЕО у матеріалі з меншим розміром часток.При випробуваннях на ударний згин можна отримати більший обсяг інформації, якщо розкласти ударну вязкість на складові (вимірювана величина АК є інтегральною величиною): енергію зародження тріщини АЗ, що витрачається на деформацію біля основи тріщини, і енергію розповсюдження тріщини (робота руйнування) АР. Показано, що ударна вязкість у зразків без надрізу після механічної обробки, випробуваних при кімнатній температурі, низька. Показано, що ударна вязкість зростає по мірі вилучення поверхневого шару хімічною поліровкою і досягає насичення після зняття шару товщиною 0,3-0,35 мм. Показане, що з зростанням температури відпалу до 800ОС ударна вязкість зростає, збільшуючись на порядок у порівнянні з значеннями АК нетермообробленого берилію. Ударна вязкість берилію сильно залежить від стану поверхні матеріалу: наявність твердих поверхових шарів знижує ударну вязкість.Вони являють собою графічне зображення залежності відносної щільності D від розмірів часток і параметрів процесу ГІП (тиску, температури, часу). Використовуючи ці рівняння, були розраховані значення відносної щільності заготівки при різних значеннях параметрів процесу ГІП і розмірах часток порошку. Порівняння вкладів механізмів в ущільнення показало, що абсолютні значення швидкостей ущільнення сильно залежать від величини тиску, що прикладається та температури ГІП. Рівень фізико-механічних властивостей визначається умовами і параметрами проведення операцій підготовки порошку до пресування (дегазація і ХІП порошку, відпали і дегазація ХІП заготівки і ін.) та високотемпературного пресування підготованої ХІП пресовки. Окрім процесів підготовки порошку до пресування, значний вплив на механічні властивості виявляють параметри порошку (розміри, форма, чистота) і процесу ГІП (тиск, температура, час).Показано, що на відміну від характеристик пластичної деформації, що дуже сильно

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ