Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Бальшин М.Ю. -> "Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна" -> 95

Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.

Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна — Металлургия, 1972. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): nauchosnovivolokporoshka1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 89 90 91 92 93 94 < 95 > 96 97 98 99 100 101 .. 105 >> Следующая

Отмечалось [1], что обособление в группы в конечном счете приводит к образованию из группы частиц в результате рекристаллизации единого зерна, включающего внутренние изолированные поры. Линейная скорость захлопывания изолированной поры (VIII,19)
drJdt~4y*(l-2vK)*I<jBJtr\R,
по крайней мере, на порядок меньше линейной скорости роста радиуса контактной площадки;
dxjdt - At (1 — 2vK Va)2 #2/аил цх*, (Ш,28)
зов
где X--радиус контактной площадки, множитель (1— —2VK^a)2 — поправка к формуле (VIII,19а) на эффективное напряжение в соответствии с формулой (V,5).
В самом деле, приравняв х=0,5, R = I, получим, что dx/dt даже при условии равенства (1—2vK)2='(l— —2vRV~a)2 в 8 раз больше dr/dt. Следует учесть еще два следующих обстоятельства: а) захлопывание совокупности изолированных пор (см. рис. 48) всегда идет медленнее, чем по формуле (VIII,19); б) вследствие участия в процессе увеличения X более подвижных атомов на контактных участках величина опг\ в формуле (VIII,28) меньше, чем в формуле (VIII,19), а величина dx/dt соответственно больше.
По этим двум причинам dx/dt превышает dr/dt больше-чем на порядок, вероятнее всего на несколько порядков. Впервые было отмечено [1, с. 253—254] влияние границ в контактных участках на скорость усадки изолированной поры. По данным [1], при перемещении поры в глубь частиц скорость усадки падает на несколько порядков. В 1957 г. это мнение было подтверждено в исследовании [20] и в 1962 г. [39]. В дополнение к уже высказанным соображениям о причинах этого явления следует добавить еще одно и, быть может, наиболее важное.
В уравнении (VIII,5a) постулировано постоянство силы, прижимающей частицу к частице в каком-либо направлении в месте контакта (VIII,5a):
F = 2окап = 2nRy =» const.
Формула (VIII,5a) действительна только в сравнительно небольших интервалах практического постоянства размера свободной поверхности. Если считать, что внутреннее давление Окап исчезает с ликвидацией свободной поверхности, то сила F с ростом консолидации постепенно сведется к нулю. Однако внутреннее давление не может исчезнуть при ликвидации свободной поверхности и превращении ее в контактную, а частиц в зерна. В этом случае, руководствуясь тем же принципом уравновешивания внутри- и межзеренного давления, как и для капиллярного внутри- и межчастичного давления, получаем:
«--W«; <у1П-29)
аот
F1n - 2*/?Yrp - const; (vm>29a)
Ркз - 2я/?Тгр л/?* - F1131 nR* = 2угр/*, Рмз « ^
где /? — радиус полиэдрического зерна; (VIII>296)
о^з — внутризеренное давление;
рмз— межзеренное давление;
Л»— межзеренная нагрузка в данном направлении, прижимающая частицы друг к другу;
Тгр—пограничное натяжение; формула (VIII.296) вполне точно соблюдается при беспористости границ.
Нетрудно понять, что в отличие от силы F в формуле (VII 1,5), прижимающей частицы друг к другу, сила, прижимающая зерна (сжимающая границы зерен), Fm в формуле (VIII,29a) практически постоянна в конечном интервале спекания при отсутствии роста зерен. Соотношения величин угр и у решены в исследовании [40]. Энергетически у—Qco/б, где Qc6 — энергия сублимации; Yrp= в<Эол. отношение у/угр обычно:
у Yrp - 3 -f- 5. (VIII.30)
Легко вывести, что скорость объемного течения атомов da/dt при закрывании межзеренных пор для квазивязкого течения по аналогии с формулой (VIII, 11) в конечном этапе постоянна:
da dt - Дю/Д/ ~ S 4т?р яЯ/о^ ц = const. (VIII,31)
В формуле (VI 11,31) не сделана поправка на эффективное натяжение (при очень высоких плотностях она близка к постоянству). Если рассчитывать скорость усадки внутризеренных пор по формуле (VIII.31), то все-таки da/dt будет меньше (в объемном течении принимают участие менее подвижные атомы, что увеличивает величину знаменателя). Но ее нельзя рассчитывать по этой формуле, так как при этом неизбежны разрывы границ зерен. А их залечивание замедлит процесс закрытия внутризеренных пор.
Из формулы (VIII.31) следует, что при закрытии
межзеренных пор '
До^Ді*. (VIII,32)

4
а б
рис. 57. Усадка прессовок из медного волокна 120 мкм:
а — время исчезновения границы зерен при 1075" С; б — то же, ври 1050° С
0
WO
WO 200 Врепя спекания.ч
300
В последнем этапе спекания при высоких плотностях Aw-'A?~A?/?o, откуда:
Следует учесть, что объемное течение в последнем этапе замедленно по сравнению с первым этапом в
Рис. 57 [46] показывает конечный этап прессовок из медной проволоки (/? = 60 мкм). При 10000C в интервале 60—350 ч A?/?o~A/ в соответствии с формулами (VIII.32, VIII.33). В связи с исчезновением границ зерен при 10750C усадка практически прекращается через
59. АНАЛИЗ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИХ (ЭМПИРИЧЕСКИХ) ЗАВИСИМОСТЕЙ СПЕКАНИЯ
Из ранее изложенных сведений следует принципиальная (а не только практическая) невозможность описания кинетики консолидации при спекании едиными универсальными уравнениями, пригодными для всех случаев. Эта невозможность обусловлена следующими обстоятельствами;
1. При спекании нет равенства (и даже однозначного соотношения) между работой внешней и внутренней консолидации. Это соотношение различно для разных порошковых и волокновых тел, при разных плотностях этих тел, а также температуре, времени и режиме спекания.
Предыдущая << 1 .. 89 90 91 92 93 94 < 95 > 96 97 98 99 100 101 .. 105 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed