Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
24L
^^""BM-liR-A?&R^AWxR. Ta* как 2я/?«
l~~A*' (VH.9)
Таким образом, если в порошковом теле деформация происходит исключительно за счет объемное Уечения И сближения центров частиц, то в соответствии с форму лои (VII, 9) величина необратимо деформированной доли to должна расти пропорционально квадрату критического сечения а2. Однако из гл. VI известно, что в большинстве случаев имеет место приблизительная пропорциональность между этими величинами: а~ю
Так, например, в табл. 39 приведены данные по уплотнению карбида титана с исходным значением On= =0,37. При 0=0,485 a=3,13-10-4, «=3,13.10-5, При 0=0,719 а=532-10~4 (т.е, увеличилось в 170 раз по сравнению со значением а при 0=0,485), ©=733-10-5 (увеличилось в 230 раз). Если бы деформация происходила только за счет сближения центров, то в соответствии с формулой (VII,9) должно иметь место ш~а2, т.е. при 0=0,719 0 = 3,13-Ю-5- 1702=0,9. Таким образом, если бы деформация происходила целиком за счет объемного течения атомов или их слоев (сближение центров), доля необратимо деформированной материи частиц равнялась бы 90%. На самом деле транспорт атомов был гораздо экономнее—0,733%, на два порядка меньше.
Продолжим рассмотрение этого примера. Транспорт материи и за счет переноса атомов, и за счет переноса частиц в целом при уплотнении от 0=0,37 до 0=0,719 составил 34,9% от всего объема (твердая фаза плюс поры) порошкового тела. Транспорт же атомов за счет объемного течения составил 733-10 -0,719=0,527%. Таким образом, в данном случае транспорт за счет объемного течения материи (0,527%) был на порядка меньше транспорта за счет всех процессов (<э4,У7оЬ отсюда можно сделать вывод, что подавляющую часть всего транспорта в этом случае составляло скольжение ча
стиц в целом. „„,„...,.
Горячее уплотнение разделяется на Две^ад™ления
а) уплотнение, вызванное быстрым ростом давления P при приложении нагрузки; „ппппн
б) уплотнение, вызванное медленным крипом.
24S
Вероятнее всего, что очень быстрое горячее nno ванне должно описываться тем же уравнением ?V что и холодное прессование»; нием IV,13),
Р~[{р«)о (l-2vK У*)]а~ [H'0/{l~~2vKVZ)} а& - Рк а,
где Н'0— кратковременная горячая твердость материала частиц; (рк)о=Н'0;
Pn = HqI(I — 2vK V^y- (VII.10)
По всей вероятности, кратковременная горячая твердость H0 материала частиц дисперсного порошка должна быть меньше, чем величина H0 у аналогичного ли* того материала. Это объясняется [2] довольно заметной концентрацией высокоподвижных атомов (поверхностных, активированных в момент восстановления окислов, атомов дефектных мест внутри частиц). Концентрация таких более подвижных атомов в начале нагрева может доходить до нескольких процентов, а их подвижность, по скромной оценке (2], на несколько порядков больше, чем для. атомов в недефектных участках внутри кристалла. В. А. Ивенсен [21] удачно назвал более высокую подвижность атомов частиц при нагреве активностью порошков. Чем выше активность порошка, тем меньше кратковременная горячая твердость Но материала частиц.
При внедрении индентора в компактный металл разгрузка протекает только при снятии нагрузки, при горячем уплотнении порошков часть контактов разгружается еще в процессе приложения давления. В результанте перераспределения нагрузки, вызываемого частичной разгрузкой, создаются дополнительные контактные участки. Это вторая причина снижения горячей твердости по сравнению с компактным металлом. Данные по величине горячей твердости при уплотнении порошков приведены в табл. 71 и 72.
t Здесь и в дальнейшем взят вариант основного ^
сования с контактным коэффициентом Пуа«ВпР™5вп очень мало изменений вариант с инерционным коэффициентом у соиа.
241
С первого взгляда аналитическая разработка кии» тики второй стадии горячего уплотнения^екмм
под давлением-является почти неразрешимой задачей. В самом деле, при спекании под давлением И«?Д место сосуществование процессов тра?с„^ са) материи следующих трех различных типов (о чем уже частично упоминалось ранее):
1. Транспорт материи за счет" перемещения атомов внутри объема частиц. Доля переместившихся атомов по отношению ко всем атомам тела равна со.
2. Транспорт материи за счет перемещения атомов по поверхности частиц.
3. Транспорт материи Au за счет взаимного перемещения частиц.
Тем не менее аналитический расчет кинетики спекания под давлением можно решить очень просто, исходя из следующих соображений. Все три типа процессов одновременно сосуществуют. Так, например, третий процесс— транспорт материи Af) за счет взаимного перемещения частиц — обязательно сопровождается их деформацией, т. е. транспортом материи Aw за счет необратимого перемещения атомов внутри объема частиц. Поэтому протекание взаимодействия этих трех процессов будет определяться, с одной стороны, самым медленным из трех видов транспорта, т.е. объемным течением атомов, с другой — самым массовым из них, т.е. взаимным перемещением частиц.
Транспорт материи за счет перемещения, атомов по поверхности частиц (как и транспорт за счет других дефектов) не отразится на типе уравнения зависимости степени уплотнения от времени спекания под постоянным давлением. Но наличие этого вида переноса материи ускоряет процесс, снижая величину входящих вэто уравнение констант —кратковременной твердости H0 и коэффициента вязкости г\.
