Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Последнее обстоятельство подтвердили опыты и с другими прессованными материалами. Так, в брикетах из порошка обработанного магния, полученных при давлении прессования 200 МПа, время релаксации t = 15 18 с. Выдержка изделий под постоянным давлением в течение = 20 с снижает остаточные растягивающие напряжения с 1,0-2,0 МПа до уровня соответственно 0,4—0,6 МПа. Дальнейшее увеличение выдержки не дает значительных эффектов по снижению уровня остаточных напряжений.
Обнаружено, что с течением времени при хранении некоторых прессованных веществ их прочность возрастает. Так как этот процесс при комнатной температуре происходит самопроизвольно, без каких-либо дополнительных воздействий, будем называть его самоупрочнением. Процесс самоупрочнения вначале протекает более быстро, а затем скорость его кинетики уменьшается. Отношение прочности прессованных образцов по прошествии определенного времени к их первоначальной прочности назовем коэффициентом самоупрочнения Kc.
Если коэффициент самоупрочнения определять по результатам испытания прочности прессовок на сжатие, то
Кс = асж(')/асж>
где асж, асж(0 — прочности на сжатие соответственно первоначальная и по прошествии времени t после прессования.
На рис. 8.8 приведены значения Kc для прессованных энергонасыщенных материалов в зависимости от времени при 20 °С. Если рассматривать механизм самоупрочнения в той или иной мере аналогичным процессу спекания, то вполне понятно, что у легкоплавкого тротила (Tm = 79,5 -і- 81,5 °С) при температуре 20 °С этот процесс должен быть более значительным, чем у более тугоплавкого тетрила (Tim = 132 °С) и состава A-IX-1 (флегматизированный гексоген), имеющего еще более
¦287 Kc
1,0
1,4
0
40
80 'сутки
Рис. 8.8. Зависимость коэффициента самоупрочнения Kc от времени прес-
/ — тринитротолуола; 2 — тетрила; 3 — состава A-IX-1; 4 - состава A-IX-2
высокую температуру плавления (около 203 °С). Поэтому явление самоупрочнения этих веществ наблюдается в меньшей степени по сравнению с тротилом.
На явление самоупрочнения существенное влияние оказывает размер частиц прессованных сыпучих материалов. Эксперименты, проведенные В.А. Симоновым, Г.В. Бельченко, А.Н. Илларионовым, показали, что с уменьшением размера частиц эффект самоупрочнения возрастает. Чем меньше частиц, тем больше их удельная поверхностная энергия и тем в большей мере проявляется действие факторов, приводящих эту поверхностную энергию к минимальному равновесному состоянию.
Упорядоченная структура пористых тел обусловливает анизотопш их физических свойств (механических, оптических, магнитных, электрических и т. д.).
В большинстве случаев всегда имеется различие в сопротивлении деформированию и разрушению по отношению к выбранным осям координат в пространстве. Следует различать деформационную и прочностную анизотропии.
Деформационная анизотропия проявляется при любой упорядочен^ ности текстуры: общей по всему объему тела или в объеме группы частиц структуры тела. Некоторые варианты возможной текстуры пористых тел при деформировании в зависимости от вида напряженного состояния были рассмотрены ранее.
Анизотропия прочности требует специального рассмотрения. Опы-> тами ряда исследователей показано [5], что прочность при растяжении, сжатии и сдвиге изделий, изготовленных из сыпучих материалов прессованием, в направлении прессования больше, чем в поперечном
¦288
сования: направлении. Так, в цилиндрических образцах прессованного чешуи-рованного тротила при плотности 1200 кг/м3 прочность на сжатие (асж) в направлении прессования в 2 раза превышает прочность в поперечном направлении. Для образцов прессованного порошкообразного состава A-IX-I при плотности 1350 кг/м3 это различие в прочностных свойствах еще больше: асж = 0,14 МПа в направлении прессования и асж = 0,03 МПа в поперечном направлении.
При одностороннем (осевом) прессовании в матрице имеются минимальное скольжение и смещение контактов между частицами по сравнению со всеми другими процессами. В образующей текстуре пористого тела частицы ориентированы базисными плоскостями ортогонально действию сжимающего усилия. Поперечное сечение тела имеет наибольшую контактную площадь для данного давления прессования. Это приводит к различию прочности в продольном и поперечном направлениях прессовки.
При низких плотностях прессовок разница между прочностью в продольном и поперечном направлениях велика. С увеличением давления прессования и возрастанием плотности пористых образцов разница в их прочностных свойствах по различным направлениям уменьшается. В некоторых случаях образцы начинают обладать изотропной прочностью. Показателем различия прочности в продольном и поперечном направлениях может служить их отношение, названное коэффициентом анизотропии (Ka):
aA=V0II'
где ах, <J|| — прочности на сжатие соответственно в продольном и поперечном направлениях.
Из данных рис. 8.9 видно, что коэффициент анизотропии для прессовок из тротила (J), составов A-IX-I (2) и A-IX-2 (1) (смесь флегматизированного гексогена с 20% алюминиевой пудры) убывает по мере повышения плотности прессовок рп. Наименьшая прочностная анизотропия из исследованных веществ наблюдается у наиболее пластичного и низкоплавкого тротила.
