Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
63
Рис 9. Схема контакта части, в порошковом теле: 4
в —до спекания: б — поел» л„. кания после спе
При изотропном спекании уплотненных порошковых тел, не сопровождающемся существенной усадкой, можно различать три стадии относительных плотностей. Первая стадия соответствует малым относительным плотностям и слабой связи между частицами, достигнутым до спекания; при уплотнении в этой стадии до спекания преобладала вероятность потери встречи (разрыва контактов) между частицами. При спекании таких тел без дальнейшего уплотнения нельзя достичь существенного роста характеристики z. Поэтому z меньше равновероятного значения, т. е. z<$, отсюда
a = ?/?к = ав/(ов)к = ^W*; m = (1 + zj/zj гц - 1/(« — 1),
(Ш,?0
где а — критическое сечение;
?» ивіЕк,(ра)к-~ модуль упругости и предел прочности при растяжении соответственно пористого и компактного тела; величина /л=(1+2«) гц больше 3, циклическая вероятность фиксирования встречи гц= l/(w—l) меньше 0,5. . в На рис. 9, а показаны три сферические частицы л, о и С в контакте между собой до спекания. На рис. % (после спекания) видно, что при постоянстве мхны (условие безусадочного спекания) в ряде случаев к?. контактов между одними порошковыми частицами ней бежно сопровождается разрывом контактов х*^™ гими. Поэтому обычно г «>. Вторая стадия относител^ ных плотностей (от ft«0,6-*-0,75 до ft~0.85*O.»J
64
рошковых тел соответствует равновероятным ап4„Л г-»-0, 2ц-М),5, a-*-02f г^"повероятным значениям
В Третьей СТаДИИ (ДЛЯ ПОРОШКОВЫХ ТЄЛ ofiwuim ™
значений 0 = 0,85-,0,9 и выше? имеет место фиксирова. ние контактов. Поэтому необратимая Деформация ПпИ уплотнении протекает не только в местах контакта но и начинает захватывать весь объем частиц. В этой сталий необратимо деформированная доля объема твердой Aa-зы о-»-1, 2-М, 2ц->1, т->-2, а-»-02. v
Таким образом, с ростом плотности порошковых тел происходит изменение функций, характеризующих их состояние, только в одну сторону: величина z увеличивается от 2<0 в первой стадии до 2=0 во второй и до z-\ в третьей. Другие характеристики с ростом плотности также соответственно изменяются: 2ц<1/2, 2«= 1/2 2ц->1, т>3, т=3, т-+2, а< О3, а=О3, а-*-0*.
Волокнистые частицы (нити) характеризуются гибкостью. Поэтому связь между частицами волокнистого тела имеет обычно жестко-гибкий характер. Деформация происходит не только в местах контакта нитей, но и за счет изгибания — выпрямления участков нити между двумя контактами. Основной структурной единицей волокнистого тела, в отличие от порошкового, является не вся частица (нить), а участки нити между двумя ближайшими контактами. Гибкость зависит от отношения длины такого участка нити h к ее диаметру D. С ростом О увеличивается число контактов, снижается величина hJD и уменьшается гибкость этих участков. Можно разделить поведение пористых волокнистых тел, в зависимости от величины О, также на три стадии.
Рис. 10 (а —до, б —после спекания) характеризует первую стадию. При низкой плотности контакты при спекании могут расти вследствие гибкости волокон, без усадки, т. е. без изменения расстояний между точками A, By С, D vi без разрыва других контактов. Таким образом, в этой стадии имеет место новый, особый механизм спекания, значительное увеличение критического сечения а без существенного изменения плотности и без Разрыва контактов за счет изгиба длинных участков волокна между соседними контактами (гибкая связь^При отсутствии разрыва контактов 2=1, 2Ц=1, m—2, a v . „nnavnT1 Р С повышением плотности, характеризующей переход от первой ко второй стадии, короткие участки волокна
CS
5-1098
теряют гибкость и постепенно становятся примерно такими же жесткими, как и соответствующие участки у порошковых металлов. При некотором повышении значений О (см. рис. 10, в) контакты A1, A2, B1, B2, C1, C2, DUD2 мешают расти контактам А, В, С, D. В этом случае, как и для порошковых тел, требуется разрыв одних контактов для роста других (переход к жестко-подвижной связи). Поэтому во второй стадии характеристики пористых волокнистых тел не отличаются существенно от порошковых, т. е. 2-»-0, Z1x-^1J2* т-*-3, а->-03.
Третья стадия высоких плотностей, как и у порошковых тел, характеризуется жестким фиксированием контактов, при этом 2-М, Z4-^l, т->2, а->03. Характеристики волокнистых тел: Zn=I/(т—1), т = (1+Zn)Jzn с повышением О, в отличие от порошковых, не монотонны, а имеют перегиб с экстремумом во второй стадии. Их крайние значения при повышении О следующие: Z4=U 2Ц=0,5 (минимум), Zn= I1 т = 2, гп = 3 (максимум), от-2. Для Z крайние значения: Z= 1, Z=O, Z= 1. Практически кривая z—O волокнистых тел может иметь и несколько минимумов. Для кривой 2/0—О характерно с ростом 9 снижение z/0 от z/O » 1 до г/0» 1 и затем небольшое увеличение z/O. Потолок критического сечения о =EJEK~oJ(oB)K и свойств у волокнистых спеченных тел в первой стадии больше, чем у порошковых: а-^. второй стадии «=0* в третьей а=0* (не отличается Qt потолка порошковых тел). В соответствии с особым M ханизмом спекания волокнистых тел у них..в'OJ-™ порошковых, не наблюдались явления зонального ооосо
