Вплив структурних факторів на формування механічних, в’язкісних, динамічних властивостей та 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. Відмінною особливістю роботи є використання сучасного підходу, оскільки тільки на основі фізичних представлень, отриманих в результаті комплексних досліджень впливу структурних факторів і технологічних параметрів на фізико-механічні характеристики, можна зробити науковообгрунтовані рекомендації на процес формування високого рівня властивостей і шляхи його реалізації за допомогою сучасних засобів порошкової металургії. 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;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 залежать від розміру зерна, чистоти металу, вмісту домішок та оксиду берилію, характеристики тріщиностійкості виявляють значно більш слабку залежність від структурних факторів. Показані можливі шляхи підвищення вязкос

2. Основний зміст роботи