Главная


Необычные свойства обычных металлов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 193
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131


скачать книгу Необычные свойства обычных металлов




Возможен и другой вариант, когда встретившаяся атому дислокация ориентирована так, что ее ось совпа­дает с направлением диффузионного потока. В этом слу­чае атом, наоборот, имеет удобный канал для своего движения, так как в ядре дислокации есть области, где промежутки между атомами основного компонента рас­ширены. Эту область облегченной диффузии называют «дислокационной трубкой», по которой атом проскаки­вает, как говорится, «со свистом». Коэффициент диффу­зии по дислокационным трубкам составляет <~ Ю-5 сма/с (такой же порядок имеет коэффициент диффузии атомов в жидком металле), т. е. он в миллиарды раз превышает коэффициент диффузии в нормальной, неискаженной ре­шетке при не очень высоких температурах.
...
Этот эффект сильно напоминает другую интересную задачу, к решению которой причастен знаменитый лорд Кельвин: почему следы на мокром песке в первый мо­мент сухие? Причина этого на первый взгляд странного явления в том, что ступая на мокрый песок, мы нарушаем предельно плотную упаковку песчинок, которая образо­валась в естественных условиях. При этом увеличивается объем пор, которые могут быть заполнены водой. Вода уходит с поверхности песка и след оказывается сухим. Так и диффундирующие атомы легко просачиваются по аналу с нарушенным порядком укладки атомов ос­новы.
...
Разобравшись в дислокационном механизме гластической деформации металлов, мы должны теперь зернуться к самому понятию «пластичность». Будем считать пластичным материал, который выдерживает юльшую относительную деформацию без разрушения. 1ри растяжении, например, мерой пластичности мате-)иала будет величина относительного удлинения к мо-1енту разрушения, еразр. Обычные технические металлы | сплавы обладают значительной пластичностью. Весьма [ластичными считают такие металлы, у которых Еразр
...
Возможен и другой вариант, когда встретившаяся атому дислокация ориентирована так, что ее ось совпа­дает с направлением диффузионного потока. В этом слу­чае атом, наоборот, имеет удобный канал для своего движения, так как в ядре дислокации есть области, где промежутки между атомами основного компонента рас­ширены. Эту область облегченной диффузии называют «дислокационной трубкой», по которой атом проскаки­вает, как говорится, «со свистом». Коэффициент диффу­зии по дислокационным трубкам составляет <~ Ю-5 сма/с (такой же порядок имеет коэффициент диффузии атомов в жидком металле), т. е. он в миллиарды раз превышает коэффициент диффузии в нормальной, неискаженной ре­шетке при не очень высоких температурах.
...
Этот эффект сильно напоминает другую интересную задачу, к решению которой причастен знаменитый лорд Кельвин: почему следы на мокром песке в первый мо­мент сухие? Причина этого на первый взгляд странного явления в том, что ступая на мокрый песок, мы нарушаем предельно плотную упаковку песчинок, которая образо­валась в естественных условиях. При этом увеличивается объем пор, которые могут быть заполнены водой. Вода уходит с поверхности песка и след оказывается сухим. Так и диффундирующие атомы легко просачиваются по аналу с нарушенным порядком укладки атомов ос­новы.
...
Разобравшись в дислокационном механизме гластической деформации металлов, мы должны теперь зернуться к самому понятию «пластичность». Будем считать пластичным материал, который выдерживает юльшую относительную деформацию без разрушения. 1ри растяжении, например, мерой пластичности мате-)иала будет величина относительного удлинения к мо-1енту разрушения, еразр. Обычные технические металлы | сплавы обладают значительной пластичностью. Весьма [ластичными считают такие металлы, у которых Еразр
...
Сверим приведенную цифру с нашим житейским опы­том. Относительное удлинение наружных слоев материала при изгибе є = В/2р, где В— толщина пластины или диаметр проволоки, ар
...
Обратимся вновь к диаграмме деформации (рис. 13), вокруг которой развиваются главные события в нашей книге. Ясно, что пластичность материала — это протя­женность линии диаграммы о
...
Суть явления наклепа мы уже рассмотрели в § 6. Помните, «чем дальше в лес...»? По мере накопления пластической деформации е (или у) увеличивается плот­ность дислокаций р (е ~ р), и нужно все более высокое напряжение, чтобы испускаемые источниками дислока­ции могли «продираться через лес», который становится все более дремучим. Среднее расстояние между дислока-
...
Сверим приведенную цифру с нашим житейским опы­том. Относительное удлинение наружных слоев материала при изгибе є = В/2р, где В— толщина пластины или диаметр проволоки, ар
...
Однако диаграмма характеризует поведение матери­ала, так сказать, в макромасштабе. В микромасштабе картина несколько сложнее. В силу неоднородности про­цесса деформации («работают» лишь определенные пло­скости скольжения, а между ними остаются прослойки слабодеформированного материала), в силу природной неоднородности структуры самого материала и в силу действия других случайных обстоятельств диаметры образца в разных его участках могут несколько разли­чаться. Допустим, что в ходе пластической деформации какой-либо участок длины образца уменьшил площадь своего сечения в большей степени, чем соседний. С дав­них пор такое местное утонение материала ученые лас­ково называют «шейкой», хотя на наш взгляд, здесь бо­лее уместным был бы столь же научный термин «талия».
...
Поскольку внешняя нагрузка одинакова для всех поперечных сечений образца, напряжение в шейке больше, чем в соседнем участке, и, казалось бы, здесь процесс пластической деформации должен развиваться быстрее, и именно здесь в конце концов произойдет раз­рыв образца. Но раз сечение в шейке уменьшилось силь­нее, чем в соседней части, значит в этом месте материал испытал большую деформацию, плотность дислокаций возросла на большую величину, продолжение деформа­ции требует больших напряжений. Участок с шейкой более «наклепан», чем соседний, который может деформи­роваться при меньшем внешнем напряжении. Поэтому роцесс деформации в области шейки приостанавлива­ется, а при дальнейшем растяжении площади сечения в разных участках выравниваются. Таким образом, на­клеп обеспечивает устойчивость процесса «пластического течения» материала.
...
К сожалению, способность материала к наклепу, <■ упрочнению в ходе пластической деформации, как мы у'же знаем, постепенно исчерпывается. На это указы-'ает и сам вид зависимости о <~ ]/ге.
...
Однако диаграмма характеризует поведение матери­ала, так сказать, в макромасштабе. В микромасштабе картина несколько сложнее. В силу неоднородности про­цесса деформации («работают» лишь определенные пло­скости скольжения, а между ними остаются прослойки слабодеформированного материала), в силу природной неоднородности структуры самого материала и в силу действия других случайных обстоятельств диаметры образца в разных его участках могут несколько разли­чаться. Допустим, что в ходе пластической деформации какой-либо участок длины образца уменьшил площадь своего сечения в большей степени, чем соседний. С дав­них пор такое местное утонение материала ученые лас­ково называют «шейкой», хотя на наш взгляд, здесь бо­лее уместным был бы столь же научный термин «талия».
...
Поскольку внешняя нагрузка одинакова для всех поперечных сечений образца, напряжение в шейке больше, чем в соседнем участке, и, казалось бы, здесь процесс пластической деформации должен развиваться быстрее, и именно здесь в конце концов произойдет раз­рыв образца. Но раз сечение в шейке уменьшилось силь­нее, чем в соседней части, значит в этом месте материал испытал большую деформацию, плотность дислокаций возросла на большую величину, продолжение деформа­ции требует больших напряжений. Участок с шейкой более «наклепан», чем соседний, который может деформи­роваться при меньшем внешнем напряжении. Поэтому роцесс деформации в области шейки приостанавлива­ется, а при дальнейшем растяжении площади сечения в разных участках выравниваются. Таким образом, на­клеп обеспечивает устойчивость процесса «пластического течения» материала.
...
К сожалению, способность материала к наклепу, <■ упрочнению в ходе пластической деформации, как мы у'же знаем, постепенно исчерпывается. На это указы-'ает и сам вид зависимости о <~ ]/ге.
...
«порция» деформации требует все меньшего прироста напряжения, угол наклона линии диаграммы к оси в становится все меньше и меньше. Это означает уменьше­ние пластичности материала — приближается момент его разрушения. Действительно, если теперь в каком-то участке образца появится шейка, то материалу уже ке­чем компенсировать рост напряжения, обусловленный уменьшением площади этого сечения. Процесс равномер­ного удлинения образца прекращается, и он деформиру­ется теперь только в области шейки. Образец еще неко­торое время удлиняется (линия диаграммы продолжа­ется за точку В), но это удлинение происходит лишь за счет того, что диаметр шейки быстро уменьшается. Вскоре образец разделяется на 2 части.
...
Итак, мы снова, кажется, в безвыходном положении.] Устойчивость «течения» материала обусловлена его спо­собностью к наклепу, но в кристаллических телах (ме­таллах) плотность дислокаций вблизи точки В диаграммы деформации приближается к предельным значениям р = 1013 см"2. Мы уже знаем, что при такой плотности
...
«порция» деформации требует все меньшего прироста напряжения, угол наклона линии диаграммы к оси в становится все меньше и меньше. Это означает уменьше­ние пластичности материала — приближается момент его разрушения. Действительно, если теперь в каком-то участке образца появится шейка, то материалу уже ке­чем компенсировать рост напряжения, обусловленный уменьшением площади этого сечения. Процесс равномер­ного удлинения образца прекращается, и он деформиру­ется теперь только в области шейки. Образец еще неко­торое время удлиняется (линия диаграммы продолжа­ется за точку В), но это удлинение происходит лишь за счет того, что диаметр шейки быстро уменьшается. Вскоре образец разделяется на 2 части.
...
Итак, мы снова, кажется, в безвыходном положении.] Устойчивость «течения» материала обусловлена его спо­собностью к наклепу, но в кристаллических телах (ме­таллах) плотность дислокаций вблизи точки В диаграммы деформации приближается к предельным значениям р = 1013 см"2. Мы уже знаем, что при такой плотности
...
«порция» деформации требует все меньшего прироста напряжения, угол наклона линии диаграммы к оси в становится все меньше и меньше. Это означает уменьше­ние пластичности материала — приближается момент его разрушения. Действительно, если теперь в каком-то участке образца появится шейка, то материалу уже ке­чем компенсировать рост напряжения, обусловленный уменьшением площади этого сечения. Процесс равномер­ного удлинения образца прекращается, и он деформиру­ется теперь только в области шейки. Образец еще неко­торое время удлиняется (линия диаграммы продолжа­ется за точку В), но это удлинение происходит лишь за счет того, что диаметр шейки быстро уменьшается. Вскоре образец разделяется на 2 части.
...
Итак, мы снова, кажется, в безвыходном положении.] Устойчивость «течения» материала обусловлена его спо­собностью к наклепу, но в кристаллических телах (ме­таллах) плотность дислокаций вблизи точки В диаграммы деформации приближается к предельным значениям р = 1013 см"2. Мы уже знаем, что при такой плотности
...
дислокаций среднее расстояние между ними всего в 10 раз больше межатомного расстояния в решетке. Поскольку область сильных искажений кристаллической решетки около линии дислокации простирается на несколько меж­атомных расстояний, начинают перекрываться ядра со­седних дислокаций. Здесь уже теряет смысл само поня­тие кристаллической решетки — все атомы довольно сильно смещены относительно своих нормальных поло­жений: дислокации в таком «кристалле» размножаться и двигаться уже не могут. Правильный порядок во вза­имном расположении атомов настолько нарушен, что наш «перенаклепанный» материал теперь больше похож на аморфное тело. С другой стороны, тесное сближение дислокаций способствует образованию разрывов, тре­щин (рис. 46), т. е. очагов разрушения.
...
Но минутку внимания! Слова «аморфное тело» наво­дят на некоторые размышления. Вспомним, как легко превратить в длинную тонкую нить кусочек смолы, ка­кие тонкостенные сосуды можно выдувать из разогре­того стекла. Аморфные вещества способны к огромным равномерным деформациям, процесс их течения очень устойчив, а никакого наклепа при этом нет. Почему же в этом случае появление первой же шейки не вызывает прекращение деформации в остальных участках растяги­ваемого образца и его быстрое разрушение?
...
При взаимном смещении слоев газа или жидкости возникает сила сопротивления, обусловленная вязкостью этих веществ и пропорциональная скорости смещения слоев. Сопротивление деформации аморфных твердых гел и обычных кристаллических металлов тоже зависит от скорости деформации. Эта зависимость описывается формулой:
...
дислокаций среднее расстояние между ними всего в 10 раз больше межатомного расстояния в решетке. Поскольку область сильных искажений кристаллической решетки около линии дислокации простирается на несколько меж­атомных расстояний, начинают перекрываться ядра со­седних дислокаций. Здесь уже теряет смысл само поня­тие кристаллической решетки — все атомы довольно сильно смещены относительно своих нормальных поло­жений: дислокации в таком «кристалле» размножаться и двигаться уже не могут. Правильный порядок во вза­имном расположении атомов настолько нарушен, что наш «перенаклепанный» материал теперь больше похож на аморфное тело. С другой стороны, тесное сближение дислокаций способствует образованию разрывов, тре­щин (рис. 46), т. е. очагов разрушения.
...
Но минутку внимания! Слова «аморфное тело» наво­дят на некоторые размышления. Вспомним, как легко превратить в длинную тонкую нить кусочек смолы, ка­кие тонкостенные сосуды можно выдувать из разогре­того стекла. Аморфные вещества способны к огромным равномерным деформациям, процесс их течения очень устойчив, а никакого наклепа при этом нет. Почему же в этом случае появление первой же шейки не вызывает прекращение деформации в остальных участках растяги­ваемого образца и его быстрое разрушение?
...
При взаимном смещении слоев газа или жидкости возникает сила сопротивления, обусловленная вязкостью этих веществ и пропорциональная скорости смещения слоев. Сопротивление деформации аморфных твердых гел и обычных кристаллических металлов тоже зависит от скорости деформации. Эта зависимость описывается формулой:
...
Разница в поведении аморфных и кристаллических веществ при деформации связана с величиной показа­теля т.
...
Отметим, что этот процесс в большинстве случаев развивается при постоянной скорости деформирования. Например, при растяжении образца в испытательной машине ее подвижный захват (рис. 12) обычно перемеща­ется равномерно *) с помощью электродвигателя. При появлении шейки напряжение в этом участке образца увеличивается, а остальные участки перестают деформи­роваться. Это значит, что обязанность увеличивать длину образца (в соответствии с неумолимо растущим рассто­янием между захватами машины) берут на себя не все его участки, которые до этого дружно работали, а только небольшой, «брошенный в беде» участок в области шейки. Скорость деформации в этом объеме образца зна­чительно возрастает, так как изменение расстояния между захватами Д/ достигается за счет удлинения ма­лого участка длины. Рост скорости деформации в соот­ветствии с приведенной выше формулой ведет к увели­чению напряжения, необходимого для продолжения те­чения. Чем выше показатель т,
...
*) Вообще говоря, здесь требуется некоторое уточнение.При по­стоянной скорости движения захвата скорость деформации Де/Д{ в ходе растяжения постепенно уменьшается. Если разбить процесс накопления относительного удлинения е = Д///0 на ряд этапов, тм одинаковый прирост длины Л/ в каждом следующем этапе надо будет, относить к все большей исходной (для данного этапа) длине /0. В связи с этим либо приходится мириться с некоторым непостоянством ско­рости деформирования в обычных испытаниях на растяжение, либа применять специальные приемы для поддержания ее строго постоян­ной.
...
Разница в поведении аморфных и кристаллических веществ при деформации связана с величиной показа­теля т.
...
*) Вообще говоря, здесь требуется некоторое уточнение.При по­стоянной скорости движения захвата скорость деформации Де/Д{ в ходе растяжения постепенно уменьшается. Если разбить процесс накопления относительного удлинения е = Д///0 на ряд этапов, тм одинаковый прирост длины Л/ в каждом следующем этапе надо будет, относить к все большей исходной (для данного этапа) длине /0. В связи с этим либо приходится мириться с некоторым непостоянством ско­рости деформирования в обычных испытаниях на растяжение, либа применять специальные приемы для поддержания ее строго постоян­ной.
...
имеет достаточную величину (опыт показал, что он должен быть не меньше 0,3), шейка нигде не может найти окончательного приста­нища. Бегающая шейка «выглаживает» образец по всей его длине, процесс течения в макромасштабе остается равномерным.
...
Теперь дело за малым. Остается найти такие металлы или сплавы и такие условия их обработки, чтобы они обладали высокой скоростной чувствительностью сопро­тивления деформации, имели высокие значения т.
...
Как это часто случается, люди сначала сталкиваются с каким-либо явлением, затем разбираются в его причинах, а уже потом (в книжках) описывают все это в обратном хро­нологическом порядке. Не будем нарушать эту традицию.
...
В 1934 г. преподаватель металлургии английского Армстронг-колледжа С. Пирсон опубликовал статью с от-гетом о результатах испытаний образцов из сплавов '-винца с оловом и висмута с оловом. Он обнаружил ано­мально высокую пластичность этих сплавов (рис. 51). образцы при растяжении можно было удлинить в 20 раз! ^а это сообщение не последовало никакой реакции, и ра->ота С. Пирсона вскоре была забыта.
...
с алюминием. При небольшом подогреве эти сплавы становились чрезвычайно мягкими и давали огромные остаточные деформации. Академик А. А. Бочвар пер­вым предложил сам термин «сверхпластичность», кото- 1
...
В последующие годы исследования в области сверх­пластичности получили бурное развитие. Были найдены многие десятки сплавов, которые можно деформировать на сотни и тысячи процентов (!) при ничтожно малых напряжениях порядка 1 ■— 10 МПа (!). Далее выясни­лось, что сверхпластичность не является привилегией каких-то особых сплавов, а практически любой металл или сплав может быть переведен в сверхпластичное со­стояние. Для этого, конечно, необходимо соблюдение целого ряда условий.
...
Во-первых, металл или сплав должен иметь мелкие зерна — не более 10 мкм в поперечнике и чем мельче, тем лучше. Во-вторых, температура деформации должна быть достаточно высокой — обычно не ниже 0,5 Тпл.
...
Рассмотрим смысл этих требований в связи с извест­ными в настоящее время особенностями механизма сверхпластической деформации металлов. В этом про­цессе важная роль, несомненно, принадлежит так назы­ваемому зернограничному скольжению. При сверхпла­стическом течении, в отличие от обычной пластической деформации (рис. 38), зерна не вытягиваются в направ­лении действия напряжения, а остаются круглыми. Но при этом они могут менять своих соседей, так что в ко-И нечном счете число зерен (а не их размер) в поперечном сечении образца уменьшается, а в направлении оси -Я
...
с алюминием. При небольшом подогреве эти сплавы становились чрезвычайно мягкими и давали огромные остаточные деформации. Академик А. А. Бочвар пер­вым предложил сам термин «сверхпластичность», кото- 1
...
У каждого зерна в поликристалле более десятка сосе­дей, а форма зерен далека от правильной шарообразной, хотя мы и назвали их круглыми. Шарами, как мы пом­ним, даже при самой плотной их упаковке можно занять лишь 74 % объема. Зерна на самом деле имеют форму многогранников и при их взаимных перемещениях и по­воротах около границ должны образовываться зазоры.
...
Эти поры являются очагами разрушения, из них выра­стают трещины, которые могут разорвать образец. Но этого не происходит, и процесс течения спокойно разви­вается. Значит, одновременно с зернограничным сколь­жением должны срабатывать и какие-либо механизмы «залечивания» очагов разрушения, что впервые было отмечено А. А. Бочваром еще в 1945 г. Залечивание, или «взаимное приспособление», зерен может быть обеспе­чено и обычной дислокационной деформацией, и так на­зываемым диффузионным массопереносом. Последние два
...
У каждого зерна в поликристалле более десятка сосе­дей, а форма зерен далека от правильной шарообразной, хотя мы и назвали их круглыми. Шарами, как мы пом­ним, даже при самой плотной их упаковке можно занять лишь 74 % объема. Зерна на самом деле имеют форму многогранников и при их взаимных перемещениях и по­воротах около границ должны образовываться зазоры.
...
Эти поры являются очагами разрушения, из них выра­стают трещины, которые могут разорвать образец. Но этого не происходит, и процесс течения спокойно разви­вается. Значит, одновременно с зернограничным сколь­жением должны срабатывать и какие-либо механизмы «залечивания» очагов разрушения, что впервые было отмечено А. А. Бочваром еще в 1945 г. Залечивание, или «взаимное приспособление», зерен может быть обеспе­чено и обычной дислокационной деформацией, и так на­зываемым диффузионным массопереносом. Последние два
...
У каждого зерна в поликристалле более десятка сосе­дей, а форма зерен далека от правильной шарообразной, хотя мы и назвали их круглыми. Шарами, как мы пом­ним, даже при самой плотной их упаковке можно занять лишь 74 % объема. Зерна на самом деле имеют форму многогранников и при их взаимных перемещениях и по­воротах около границ должны образовываться зазоры.
...
процесса выполняют не только вспомогательные функ­ции (залечивание пустот), но могут служить и самосто­ятельными механизмами деформации металла в состоя­нии сверхпластичности.
...
О том, как движение дислокаций приводит к деформа­ции кристалла, мы уже говорили. Поэтому здесь обсу­дим в общих чертах только диффузионный массоперенос. В этом процессе участвуют вакансии — незанятые узлы решетки. В соответствии с принципом Ле Шателье в рас­тянутых участках решетки вакансии образуются легче, чем в неискаженной решетке. Дело в том, что появление вакансии приводит к сближению атомов, окружающих
...
незанятый узел, т. е. как бы снимает локальное напряжение в растянутой решетке. Таким образом металл сопротивляется внешнему воздействию. В сжа­тых областях образование ва­кантных мест, наоборот, невы­годно.Таким образом, в областях растяжения концентрация ва­кансий будет выше нормы, а в сжатых участках — ниже. Воз­никающий вследствие этого по­ток вакансий, направленный на выравнивание их концентрации, соответствует встречному по­току атомов: в местах, откуда
...
уходят вакансии, увеличивается число атомов и наобо­рот (стрелками показано направление движения атомов от сжатых участков к растянутым — рис. 53). Как видно, этот механизм сам по себе работает в нужном нам на­правлении. Он же может обеспечивать (самостоятельно или вместе с дислокационным скольжением) ликвидацию зазоров у границ (рис. 54). На этом же рисунке видно, как зерна меняют своих соседей — зерна / и 3 вошли в соприкосновение, а зерна 2 и 4, наоборот, теперь не имеют общей границы. Видно также, что число зерен в направлении растяжения в результате такого процесса будет увеличиваться, а в поперечных направлениях — уменьшаться. Поскольку и скольжение дислокаций и образование вакансий облегчаются с ростом темпера­туры, становится понятным смысл второго условия (Т'деф
...
процесса выполняют не только вспомогательные функ­ции (залечивание пустот), но могут служить и самосто­ятельными механизмами деформации металла в состоя­нии сверхпластичности.
...
О том, как движение дислокаций приводит к деформа­ции кристалла, мы уже говорили. Поэтому здесь обсу­дим в общих чертах только диффузионный массоперенос. В этом процессе участвуют вакансии — незанятые узлы решетки. В соответствии с принципом Ле Шателье в рас­тянутых участках решетки вакансии образуются легче, чем в неискаженной решетке. Дело в том, что появление вакансии приводит к сближению атомов, окружающих
...
незанятый узел, т. е. как бы снимает локальное напряжение в растянутой решетке. Таким образом металл сопротивляется внешнему воздействию. В сжа­тых областях образование ва­кантных мест, наоборот, невы­годно.Таким образом, в областях растяжения концентрация ва­кансий будет выше нормы, а в сжатых участках — ниже. Воз­никающий вследствие этого по­ток вакансий, направленный на выравнивание их концентрации, соответствует встречному по­току атомов: в местах, откуда
...
уходят вакансии, увеличивается число атомов и наобо­рот (стрелками показано направление движения атомов от сжатых участков к растянутым — рис. 53). Как видно, этот механизм сам по себе работает в нужном нам на­правлении. Он же может обеспечивать (самостоятельно или вместе с дислокационным скольжением) ликвидацию зазоров у границ (рис. 54). На этом же рисунке видно, как зерна меняют своих соседей — зерна / и 3 вошли в соприкосновение, а зерна 2 и 4, наоборот, теперь не имеют общей границы. Видно также, что число зерен в направлении растяжения в результате такого процесса будет увеличиваться, а в поперечных направлениях — уменьшаться. Поскольку и скольжение дислокаций и образование вакансий облегчаются с ростом темпера­туры, становится понятным смысл второго условия (Т'деф
...
высокой температуры для данного металла обычно имеют смысл в сопоставлении с его температурой плавления. Именно поэтому легкоплавкие сплавы С. Пирсона прояв­ляли сверхпластичность при комнатной температуре, которая была для них достаточно высокой, А. А. Боч-вару потребовалось подогревать свои сплавы до 150— 200 °С, а для перевода в сверхпластичное состояние, ска­жем, титановых сплавов, нужны температуры около 1000 °С.
...
Что касается третьего условия проявления сверх­пластичности, то нам поможет самый общий, по существу даже формальный, подход к явлению. Если деформация развивается с постоянной скоростью при низком и практически постоянном напряжении, то мы можем пред­ставить себе это как результат равновесия процессов упрочнения и разупрочнения материала. Упрочнение увеличивает напряжение, необходимое для продолжения течения, а разупрочнение снижает его, и в итоге оно оста­ется постоянным. Упрочнение связано с необходимостью обеспечить взаимные повороты и перемещение зерен, действие дислокационных источников, образование ва­кансий и т. д. Разупрочнение — с исчезновением дисло­каций на границах зерен, с движением диффузионных потоков, выравнивающих концентрацию вакансий и тем самым снимающих перенапряжение в различных объе­мах материала. Для реализации всех этих процессов требуется определенное время (кстати, тем меньшее, чем меньше расстояния между границами зерен).
...
При очень малых скоростях деформации для проте­кания разупрочняющих процессов времени всегда доста­точно, а при слишком высоких — наоборот, всегда не
...
высокой температуры для данного металла обычно имеют смысл в сопоставлении с его температурой плавления. Именно поэтому легкоплавкие сплавы С. Пирсона прояв­ляли сверхпластичность при комнатной температуре, которая была для них достаточно высокой, А. А. Боч-вару потребовалось подогревать свои сплавы до 150— 200 °С, а для перевода в сверхпластичное состояние, ска­жем, титановых сплавов, нужны температуры около 1000 °С.
...
Что касается третьего условия проявления сверх­пластичности, то нам поможет самый общий, по существу даже формальный, подход к явлению. Если деформация развивается с постоянной скоростью при низком и практически постоянном напряжении, то мы можем пред­ставить себе это как результат равновесия процессов упрочнения и разупрочнения материала. Упрочнение увеличивает напряжение, необходимое для продолжения течения, а разупрочнение снижает его, и в итоге оно оста­ется постоянным. Упрочнение связано с необходимостью обеспечить взаимные повороты и перемещение зерен, действие дислокационных источников, образование ва­кансий и т. д. Разупрочнение — с исчезновением дисло­каций на границах зерен, с движением диффузионных потоков, выравнивающих концентрацию вакансий и тем самым снимающих перенапряжение в различных объе­мах материала. Для реализации всех этих процессов требуется определенное время (кстати, тем меньшее, чем меньше расстояния между границами зерен).
...
При очень малых скоростях деформации для проте­кания разупрочняющих процессов времени всегда доста­точно, а при слишком высоких — наоборот, всегда не
...
хг-атает. Равновесие возможно в некотором промежуточ­ном интервале скоростей деформации, но его довольно легко нарушить. Стоит увеличить скорости, как упроч­нение начинает преобладать над разупрочнением, и тре­буемое для дальнейшей деформации напряжение резко возрастает. Именно в этом интервале скоростей мате­риал обнаруживает высокую скоростную чувствитель­ность течения. Значение т
...
Таким образом, выяснилось, что показатель скорост­ной чувствительности сам зависит от скорости деформа­ции и достигает максимума в указанном выше интер­вале скоростей.
...
К сожалению, все три условия сверхпластичности за­трудняют практическое использование этого замечатель­ного явления. Не всегда легко получить достаточно мел-
...
хг-атает. Равновесие возможно в некотором промежуточ­ном интервале скоростей деформации, но его довольно легко нарушить. Стоит увеличить скорости, как упроч­нение начинает преобладать над разупрочнением, и тре­буемое для дальнейшей деформации напряжение резко возрастает. Именно в этом интервале скоростей мате­риал обнаруживает высокую скоростную чувствитель­ность течения. Значение т
...
козернистую структуру материала. Для поддержания заданной температуры процесса требуется подогревае­мый деформирующий инструмент, так как в силу треть­его условия сам процесс занимает значительное время.
...
Даже самая высокая скорость деформации, при которой еще реализуется сверхпластичность (Ю-3 процентов в се­кунду), гораздо ниже обычных скоростей, используемых в практике деформации металлов. Однако и вопросы производительности, и другие технические вопросы, свя­занные с использованием сверхпластичности, в принципе разрешимы, а преимущества здесь очевидны: из металла за одну операцию можно «выдувать» такие же ажурные изделия, как из стекла или пластмасс. Рис. 55 иллюстри­рует возможности металла в сверхпластичном состоянии. Лист из «бочваровского» сплава толщиной 0,03 мм под действием давления газа выдувается в полную сферу диаметром чуть более 100 мм. Не правда ли — неплохой «мыльный пузырь». На рис. 56 показана деталь оборудо­вания кабины самолета «Конкорд», изготовленная за один прием из того же сплава. Ранее такие детали де­лали из пластмасс, но требования противопожарной безопасности заставили инженеров вновь обратиться \ металлу, который оказывается способен и на такое.
...
козернистую структуру материала. Для поддержания заданной температуры процесса требуется подогревае­мый деформирующий инструмент, так как в силу треть­его условия сам процесс занимает значительное время.
...
Даже самая высокая скорость деформации, при которой еще реализуется сверхпластичность (Ю-3 процентов в се­кунду), гораздо ниже обычных скоростей, используемых в практике деформации металлов. Однако и вопросы производительности, и другие технические вопросы, свя­занные с использованием сверхпластичности, в принципе разрешимы, а преимущества здесь очевидны: из металла за одну операцию можно «выдувать» такие же ажурные изделия, как из стекла или пластмасс. Рис. 55 иллюстри­рует возможности металла в сверхпластичном состоянии. Лист из «бочваровского» сплава толщиной 0,03 мм под действием давления газа выдувается в полную сферу диаметром чуть более 100 мм. Не правда ли — неплохой «мыльный пузырь». На рис. 56 показана деталь оборудо­вания кабины самолета «Конкорд», изготовленная за один прием из того же сплава. Ранее такие детали де­лали из пластмасс, но требования противопожарной безопасности заставили инженеров вновь обратиться \ металлу, который оказывается способен и на такое.
...
козернистую структуру материала. Для поддержания заданной температуры процесса требуется подогревае­мый деформирующий инструмент, так как в силу треть­его условия сам процесс занимает значительное время.
...
Способность металлов в сверхпластичном состоянии деформироваться без разрушения, по-видимому, не огра­ничена. После того как в лабораториях были получены относительные удлинения до 5000 % (50-кратное увели­чение длины), погоня за рекордами прекратилась. Огра­ничения здесь носят уже чисто технический характер —
...
не хватает длины печей (если сплав необходимо нагре­вать), не хватает расстояния между стенами комнаты или потолком и полом. А металл мог бы течь и дальше!
...
Способность металлов в сверхпластичном состоянии деформироваться без разрушения, по-видимому, не огра­ничена. После того как в лабораториях были получены относительные удлинения до 5000 % (50-кратное увели­чение длины), погоня за рекордами прекратилась. Огра­ничения здесь носят уже чисто технический характер —
...
не хватает длины печей (если сплав необходимо нагре­вать), не хватает расстояния между стенами комнаты или потолком и полом. А металл мог бы течь и дальше!
...
Способность металлов в сверхпластичном состоянии деформироваться без разрушения, по-видимому, не огра­ничена. После того как в лабораториях были получены относительные удлинения до 5000 % (50-кратное увели­чение длины), погоня за рекордами прекратилась. Огра­ничения здесь носят уже чисто технический характер —
...
не хватает длины печей (если сплав необходимо нагре­вать), не хватает расстояния между стенами комнаты или потолком и полом. А металл мог бы течь и дальше!
...
Способность металлов в сверхпластичном состоянии деформироваться без разрушения, по-видимому, не огра­ничена. После того как в лабораториях были получены относительные удлинения до 5000 % (50-кратное увели­чение длины), погоня за рекордами прекратилась. Огра­ничения здесь носят уже чисто технический характер —
...
не хватает длины печей (если сплав необходимо нагре­вать), не хватает расстояния между стенами комнаты или потолком и полом. А металл мог бы течь и дальше!
...
Явления живой и неживой природы на­столько многообразны и так тесно переплетены друг с дру­гом, что столкнувшись с чем-то новым в неорганическом мире, мы невольно ищем аналогию с уже известными проявлениями жизнедеятельности человека. Это стрем­ление отражается и на научной терминологии. Такие термины, как «время жизни» или даже «время оседлой жизни» (применительно к частицам), как «живучесть», «усталость» (применительно к конструкционным матери­алам) — считаются вполне строгими и стали общеприня­тыми, наряду с сотнями других, им подобных в этом смысле. Открытое сравнительно недавно новое свойство металлических сплавов в силу этих же причин получило название «память формы». Могут ли металлы вспоми­нать, помнить, забывать?
...
Мы уже прибегали к этим терминам, когда обсуждали обычные процессы упругой и пластической де­формации. Речь идет о запоминании металлом той исход­ной формы, которую он имел до деформации. Если величи­на деформации не выходит за пределы упругой зоны (е"^° на рис. 13), то после разгрузки размеры тела возвраща­ются к исходным, а его форма восстанавливается (изог­нутое лезвие распрямляется). Именно в этом смысле было сказано, что металл помнит исходную форму, нахо­дясь под любым напряжением, не превышающим пре­дела упругости. Такая память металла имеет два важ­ных недостатка.
...
Во-первых, ее «объем» мал: она хорошо работает только при небольших отклонениях от первоначальной формы, когда деформации измеряются долями процента.
...
Явления живой и неживой природы на­столько многообразны и так тесно переплетены друг с дру­гом, что столкнувшись с чем-то новым в неорганическом мире, мы невольно ищем аналогию с уже известными проявлениями жизнедеятельности человека. Это стрем­ление отражается и на научной терминологии. Такие термины, как «время жизни» или даже «время оседлой жизни» (применительно к частицам), как «живучесть», «усталость» (применительно к конструкционным матери­алам) — считаются вполне строгими и стали общеприня­тыми, наряду с сотнями других, им подобных в этом смысле. Открытое сравнительно недавно новое свойство металлических сплавов в силу этих же причин получило название «память формы». Могут ли металлы вспоми­нать, помнить, забывать?
...
Мы уже прибегали к этим терминам, когда обсуждали обычные процессы упругой и пластической де­формации. Речь идет о запоминании металлом той исход­ной формы, которую он имел до деформации. Если величи­на деформации не выходит за пределы упругой зоны (е"^° на рис. 13), то после разгрузки размеры тела возвраща­ются к исходным, а его форма восстанавливается (изог­нутое лезвие распрямляется). Именно в этом смысле было сказано, что металл помнит исходную форму, нахо­дясь под любым напряжением, не превышающим пре­дела упругости. Такая память металла имеет два важ­ных недостатка.
...
Значение даже такой «куцей» памяти металлов чрез­вычайно велико. Достаточно сказать, что не будь ее, не работала бы ни одна пружина. Кроме того, есть способ увеличить объем памяти. Такую возможность дают сплавы, обладающие сверхупругостыо, с которой мы познакомились в гл. 2.
...
Второй недостаток свойствен и «упругой» и даже «сверхупругой» памяти — он заложен в самой их при­роде. Чтобы понять его суть, можно снова обратиться к человеческой памяти. Ученые, которые занимаются ее исследованием, определяют память как сложный про­цесс, включающий фазы запечатления, хранения и извле­чения информации. Если проводить условную аналогию между памятью человека и металла, то надо считать, что фаза хранения у последнего реализуется только под нагрузкой. Стоит устранить внешнюю силу, как немед­ленно и неотвратимо наступит фаза извлечения «инфор­мации» о первоначальной форме тела. Как мы скоро убе­димся, технически это очень неудобно. Гораздо интерес­нее иметь дело с металлом, обладающим полноценной памятью, когда фазы хранения и извлечения независимы и когда хранение не связано с участием посторон­них сил.
...
Здесь мы можем немного забежать вперед и обрадо­вать читателя сообщением о том, что удалось получить сплавы, имеющие именно такую замечательную память. Они могут хранить исходную форму в своей памяти очень долго, а вспоминают ее при нагреве, так что в наших си­лах «взывать к памяти» металла в тот момент и в той обстановке, когда это нам потребуется.
...
Мы рассмотрим вначале внешние проявления эффекта запоминания формы, поговорим немного об истории во­проса и обсудим те удивительные возможности, которые открывает практическое использование этого необычного свойства.
...
Анализу механизма памяти будет посвящен отдель­ный параграф, в котором мы выясним заодно и при­чины сверхупругости, поскольку память формы и сверх­упругость — это две стороны одного и того же явления. Поэтому и предельный объем памяти, т. е. величина
...
Значение даже такой «куцей» памяти металлов чрез­вычайно велико. Достаточно сказать, что не будь ее, не работала бы ни одна пружина. Кроме того, есть способ увеличить объем памяти. Такую возможность дают сплавы, обладающие сверхупругостыо, с которой мы познакомились в гл. 2.
...
Второй недостаток свойствен и «упругой» и даже «сверхупругой» памяти — он заложен в самой их при­роде. Чтобы понять его суть, можно снова обратиться к человеческой памяти. Ученые, которые занимаются ее исследованием, определяют память как сложный про­цесс, включающий фазы запечатления, хранения и извле­чения информации. Если проводить условную аналогию между памятью человека и металла, то надо считать, что фаза хранения у последнего реализуется только под нагрузкой. Стоит устранить внешнюю силу, как немед­ленно и неотвратимо наступит фаза извлечения «инфор­мации» о первоначальной форме тела. Как мы скоро убе­димся, технически это очень неудобно. Гораздо интерес­нее иметь дело с металлом, обладающим полноценной памятью, когда фазы хранения и извлечения независимы и когда хранение не связано с участием посторон­них сил.
...
Здесь мы можем немного забежать вперед и обрадо­вать читателя сообщением о том, что удалось получить сплавы, имеющие именно такую замечательную память. Они могут хранить исходную форму в своей памяти очень долго, а вспоминают ее при нагреве, так что в наших си­лах «взывать к памяти» металла в тот момент и в той обстановке, когда это нам потребуется.
...
Мы рассмотрим вначале внешние проявления эффекта запоминания формы, поговорим немного об истории во­проса и обсудим те удивительные возможности, которые открывает практическое использование этого необычного свойства.
...
Вспомним пример с пластиной толщиной 2 мм, изогнутой по радиусу 10 мм (с. 30). Деформация се наружных слоев составляет 10 %. Это уже довольно большая деформация, при которой обычный металл почти не помнит исходную форму, упругая часть деформации почти в 20 раз меньше пластической, и концы полу­кольца лишь чуть-чуть расходятся в стороны при раз­грузке.
...
Когда говорят: «согнуть в бараний рог», имеют в виду именно такие большие деформации, при которых упру­гой составляющей уже можно пренебречь из-за ее мало­сти. Между строк этого решительного выражения можно прочитать: «уже не разогнешься». Действительно, чтобы устранить последствия пластической деформации и вер­нуть тело к исходной форме, необходимо принудительно пластически деформировать его в противоположном на­правлении. Значит, нужно новое силовое воздействие на металл, надо создать в нем напряжение обратного знака — разгибать рог силой. Если же нагревать пла­стически деформированный металл, то с]юрма его оста­ется прежней — нет никаких причин для уменьшения или роста величины остаточной деформации.
...
Теперь проделаем все то же самое с материалом, обла­дающим способностью запоминать форму. При нагреве такого материала мы становимся свидетелями малень­кого чуда: пластина (или рог) распрямляется и точно воспроизводит свою прежнюю форму.
...
Посмотрим, как выглядит эта картина на «языке диа­граммы деформации» (рис. 59), к которой добавим третью переменную — температуру. При нагреве растянутого образца обычного металла остаточная деформация не меняется, и соответствующая линия на горизонтальной плоскости диаграммы идет параллельно оси температур. Такой же образец из сплава, запоминающего форму, при температуре Тг
...
сколько десятков градусов (иногда он даже уже и изме­ряется единицами градусов), а его положение на темпе­ратурной шкале можно регулировать. Так можно соз­дать условия, когда мы изменяем форму сплава при ком­натной температуре, а возвращение его к первоначальной форме происходит в чуть подогретой воде. В результате опыт становится очень наглядным, и на человека, не зна­комого с особыми свойствами таких сплавов, он всегда производит ошеломляющее впечатление. Зрителю ведь
...
неизвестно, какую форму имела прежде, скажем, вы­прямленная тонкая проволочка, какую «информацию хранит» она в своей памяти. Можно представить себе его удивление, когда в блюдце с теплой водой она вдруг на­чинает шевелиться, как живое существо, причудливо изгибается и в конце концов воспроизводит, например, контуры его собственного профиля, или очертания его собственной подписи, или какой-либо рисунок (рис. 60).
...
сколько десятков градусов (иногда он даже уже и изме­ряется единицами градусов), а его положение на темпе­ратурной шкале можно регулировать. Так можно соз­дать условия, когда мы изменяем форму сплава при ком­натной температуре, а возвращение его к первоначальной форме происходит в чуть подогретой воде. В результате опыт становится очень наглядным, и на человека, не зна­комого с особыми свойствами таких сплавов, он всегда производит ошеломляющее впечатление. Зрителю ведь
...
неизвестно, какую форму имела прежде, скажем, вы­прямленная тонкая проволочка, какую «информацию хранит» она в своей памяти. Можно представить себе его удивление, когда в блюдце с теплой водой она вдруг на­чинает шевелиться, как живое существо, причудливо изгибается и в конце концов воспроизводит, например, контуры его собственного профиля, или очертания его собственной подписи, или какой-либо рисунок (рис. 60).
...
сколько десятков градусов (иногда он даже уже и изме­ряется единицами градусов), а его положение на темпе­ратурной шкале можно регулировать. Так можно соз­дать условия, когда мы изменяем форму сплава при ком­натной температуре, а возвращение его к первоначальной форме происходит в чуть подогретой воде. В результате опыт становится очень наглядным, и на человека, не зна­комого с особыми свойствами таких сплавов, он всегда производит ошеломляющее впечатление. Зрителю ведь
...
неизвестно, какую форму имела прежде, скажем, вы­прямленная тонкая проволочка, какую «информацию хранит» она в своей памяти. Можно представить себе его удивление, когда в блюдце с теплой водой она вдруг на­чинает шевелиться, как живое существо, причудливо изгибается и в конце концов воспроизводит, например, контуры его собственного профиля, или очертания его собственной подписи, или какой-либо рисунок (рис. 60).
...
только показывать подобные фокусы. Его используют и ь более серьезных делах, и даже в очень серьезных. Но посмотрим, каковы предельные возможности ЭЗФ.
...
Мы не случайно сказали: «тонкая проволочка», и на рис. 60 видно, что она действительно тонкая. Почему это важно? Дело в том, что восстановление формы будет полным только тогда, когда при ее изменении не превы­шена некоторая определенная величина деформации. Для разных сплавов эта максимально допустимая дефор-
...
мания (объем памяти) имеет разную величину, но обычно она не превышает 10 %. Деформировать сплав, проявля­ющий ЭЗФ, более чем на 10 % — это значит перегру­зить даже его могучую память. В этом случае при нагреье он не полностью вернется к исходной форме. Появятся остаточные изменения размеров тела, приблизительно соответствующие избыточной (сверх 10 %) деформации.
...
только показывать подобные фокусы. Его используют и ь более серьезных делах, и даже в очень серьезных. Но посмотрим, каковы предельные возможности ЭЗФ.
...
Мы не случайно сказали: «тонкая проволочка», и на рис. 60 видно, что она действительно тонкая. Почему это важно? Дело в том, что восстановление формы будет полным только тогда, когда при ее изменении не превы­шена некоторая определенная величина деформации. Для разных сплавов эта максимально допустимая дефор-
...
мания (объем памяти) имеет разную величину, но обычно она не превышает 10 %. Деформировать сплав, проявля­ющий ЭЗФ, более чем на 10 % — это значит перегру­зить даже его могучую память. В этом случае при нагреье он не полностью вернется к исходной форме. Появятся остаточные изменения размеров тела, приблизительно соответствующие избыточной (сверх 10 %) деформации.
...
только показывать подобные фокусы. Его используют и ь более серьезных делах, и даже в очень серьезных. Но посмотрим, каковы предельные возможности ЭЗФ.
...
вании изгибом проволок или пластин разной толщины. Если величина относительной деформации задана, ю более тонкая проволока допускает изгибы по меньшему I
...
Сплавы, обладающие памятью, как и все другие, ис­пытывают термическое расширение, т. е. увеличивают объем *) при нагреве. Однако в температурном интер­вале «вспоминания» формы изменения линейных разме­ров в разных направлениях могут различаться и вели­чиной и знаком. Если мы растягивали образец, то он удлинялся в осевом направлении, но сжимался в двух других. Вспоминая при нагреве исходную форму, он бу­дет сжиматься вдоль оси, а диаметр его увеличится, причем в относительном выражении деформация растя­жения будет чуть больше, так что объем образца в це­лом возрастет именно на ту величину, которая соответ­ствует изменению его температуры. Сами же изменения линейных размеров при этом достигают 10 %, т. е. при­мерно на 3—4 порядка (!) превышают те, на которые способен обычный металл при таком же изменении тем­пературы (на те же 10 градусов).
...
Если мы сжимаем цилиндрический образец вдоль оси, то в двух других измерениях он увеличивается в раз­мерах, а при «вспоминании» все изменения пойдут в об­ратном порядке. Теперь уже материал, обладающий па­мятью, будет сжиматься при нагреве в двух направле­ниях, а в третьем, конечно, растягиваться.
...
И только в главном вопросе природа не позволяет себя перехитрить: даже сплавы, проявляющие ЭЗФ, не могут при нагреве сжиматься сразу по всем трем осям, так как это привело бы к уменьшению объема. Но уже то, что эти сплавы могут сжиматься при нагреве в од­ном и даже в двух направлениях имеет неоценимое прак­тическое значение.
...
Раз уж мы черпаем научные термины из органического мира, то, призвав на помощь воображение, можем назвать убийством металлического образца его испытание, доведенное до разрушения. Вспомним хотя
...
*) Здесь имеется в виду чисто термическое увеличение объема и не рассматривается изменение объема сплава за счет того внутрен--"его превращения, которое ответственно за ЭЗФ,
...
Сплавы, обладающие памятью, как и все другие, ис­пытывают термическое расширение, т. е. увеличивают объем *) при нагреве. Однако в температурном интер­вале «вспоминания» формы изменения линейных разме­ров в разных направлениях могут различаться и вели­чиной и знаком. Если мы растягивали образец, то он удлинялся в осевом направлении, но сжимался в двух других. Вспоминая при нагреве исходную форму, он бу­дет сжиматься вдоль оси, а диаметр его увеличится, причем в относительном выражении деформация растя­жения будет чуть больше, так что объем образца в це­лом возрастет именно на ту величину, которая соответ­ствует изменению его температуры. Сами же изменения линейных размеров при этом достигают 10 %, т. е. при­мерно на 3—4 порядка (!) превышают те, на которые способен обычный металл при таком же изменении тем­пературы (на те же 10 градусов).
...
Если мы сжимаем цилиндрический образец вдоль оси, то в двух других измерениях он увеличивается в раз­мерах, а при «вспоминании» все изменения пойдут в об­ратном порядке. Теперь уже материал, обладающий па­мятью, будет сжиматься при нагреве в двух направле­ниях, а в третьем, конечно, растягиваться.
...
И только в главном вопросе природа не позволяет себя перехитрить: даже сплавы, проявляющие ЭЗФ, не могут при нагреве сжиматься сразу по всем трем осям, так как это привело бы к уменьшению объема. Но уже то, что эти сплавы могут сжиматься при нагреве в од­ном и даже в двух направлениях имеет неоценимое прак­тическое значение.
...
*) Здесь имеется в виду чисто термическое увеличение объема и не рассматривается изменение объема сплава за счет того внутрен--"его превращения, которое ответственно за ЭЗФ,
...
бы злобного Прокруста. А теперь посмотрим, что про­изойдет, если мы будем мешать деформированному сплаву восстанавливать при нагреве его первоначальную форму. Понятно, что в нем возникнут напряжения, он будет ста­раться устранить препятствие, мешающее ему вернуться к прежним размерам.
...
Как-то в порядке шутки мы предложили своему недо­верчивому приятелю надеть на палец колечко, свернутое из тонкой пластинки (пластинка была изготовлена из
...
сплава, запоминающего форму). Колечко предварительно расширили, а в исходном состоянии оно также имело форму кольца, но несколько меньшего диаметра. Сплав был подобран так, чтобы температура начала «вспомина­ния» была около 30 °С, так что при комнатной темпера­туре его память находилась в фазе «хранения информа­ции». Сначала поведение нашего приятеля было обыч­ным, но кольцо постепенно нагревалось теплом его тела, и вскоре он стал заметно нервничать, все чаще погляды­вая на свою руку. В конце концов он запросил пощады, и способ спасти его быстро нашелся: надо было просто подставить палец под струю холодной воды. После этого
...
бы злобного Прокруста. А теперь посмотрим, что про­изойдет, если мы будем мешать деформированному сплаву восстанавливать при нагреве его первоначальную форму. Понятно, что в нем возникнут напряжения, он будет ста­раться устранить препятствие, мешающее ему вернуться к прежним размерам.
...
Как-то в порядке шутки мы предложили своему недо­верчивому приятелю надеть на палец колечко, свернутое из тонкой пластинки (пластинка была изготовлена из
...
сплава, запоминающего форму). Колечко предварительно расширили, а в исходном состоянии оно также имело форму кольца, но несколько меньшего диаметра. Сплав был подобран так, чтобы температура начала «вспомина­ния» была около 30 °С, так что при комнатной темпера­туре его память находилась в фазе «хранения информа­ции». Сначала поведение нашего приятеля было обыч­ным, но кольцо постепенно нагревалось теплом его тела, и вскоре он стал заметно нервничать, все чаще погляды­вая на свою руку. В конце концов он запросил пощады, и способ спасти его быстро нашелся: надо было просто подставить палец под струю холодной воды. После этого
...
бы злобного Прокруста. А теперь посмотрим, что про­изойдет, если мы будем мешать деформированному сплаву восстанавливать при нагреве его первоначальную форму. Понятно, что в нем возникнут напряжения, он будет ста­раться устранить препятствие, мешающее ему вернуться к прежним размерам.
...
Как-то в порядке шутки мы предложили своему недо­верчивому приятелю надеть на палец колечко, свернутое из тонкой пластинки (пластинка была изготовлена из
...
Напряжения, которые развивает сплав, если ему ме­шают вспоминать исходную форму, могут достигать 1000 МПа, что равносильно давлению в 10 000 атм.
...
Поэтому сплав, запоминающий форму, может не только причинять боль, но и совершать полезную работу при нагреве. Простейшая схема двигателя — стержень из такого сплава, жестко закрепленный одним концом (рис. 63). Изогнув его (в пределах допустимой деформа­ции), подвешиваем груз и нагреваем деформированный участок стержня. Возвращаясь к исходной прямолиней­ной форме, стержень поднимает груз. Заметим, что в этом двигателе нет обычного для тепловой машины газообраз­ного «рабочего тела».
...
Масса груза, который может поднять стержень из нашего сплава, конечно, ограничена: как и обычные «забывчивые» металлы, сплав имеет предел упругости
...
Напряжения, которые развивает сплав, если ему ме­шают вспоминать исходную форму, могут достигать 1000 МПа, что равносильно давлению в 10 000 атм.
...
Поэтому сплав, запоминающий форму, может не только причинять боль, но и совершать полезную работу при нагреве. Простейшая схема двигателя — стержень из такого сплава, жестко закрепленный одним концом (рис. 63). Изогнув его (в пределах допустимой деформа­ции), подвешиваем груз и нагреваем деформированный участок стержня. Возвращаясь к исходной прямолиней­ной форме, стержень поднимает груз. Заметим, что в этом двигателе нет обычного для тепловой машины газообраз­ного «рабочего тела».
...
и предел прочности, т. е. при определенных напряже­ниях он будет пластически деформироваться и далее раз­рушаться. Сплаву в этом смысле безразлично, нагружаем ли мы его в разрывной машине или так, как на рисунке, хотя в этом случае мы можем условно принять, что стер­жень нагружает себя сам (если отвлечься от того, что мы все же участвуем в
...
Если масса груза такова, что необходимое для его подъема напряжение не превышает предела упругости сплава, то стержень распрямится полностью. В положе­нии 3 мы зафиксируем лишь небольшой упругий прогиб стержня, величину которого легко рассчитать по закону Гука.
...
Наращивая груз, мы как бы требуем, чтобы сплав развивал все более и более высокое напряжение. Насту­пает момент, когда он уже не в
...
и предел прочности, т. е. при определенных напряже­ниях он будет пластически деформироваться и далее раз­рушаться. Сплаву в этом смысле безразлично, нагружаем ли мы его в разрывной машине или так, как на рисунке, хотя в этом случае мы можем условно принять, что стер­жень нагружает себя сам (если отвлечься от того, что мы все же участвуем в
...
Если масса груза такова, что необходимое для его подъема напряжение не превышает предела упругости сплава, то стержень распрямится полностью. В положе­нии 3 мы зафиксируем лишь небольшой упругий прогиб стержня, величину которого легко рассчитать по закону Гука.
...
Наращивая груз, мы как бы требуем, чтобы сплав развивал все более и более высокое напряжение. Насту­пает момент, когда он уже не в
...
а это значит, что под действием возникающих в стержне напряжений происходит обычная «дислокационная» пла­стическая деформация. Вся та деформация, которая могла бы исчезнуть при возвращении к прежней форме, превращается в остаточную. Стержень забывает исход­ную прямолинейную форму и принимает новую — изог­нутую. Именно она отпечатается теперь в его памяти, и если после охлаждения мы снимем груз и распрямим стержень, то при последующем нагреве он будет возвра­щаться к своей новой форме 2.
...
Нередки случаи, когда в силу определенных причин (см. гл. 5) резко ограничивается способность металлов к пластической деформации, они становятся хрупкими. Хрупкий металл разрушается без заметной остаточной деформации при напряжениях, не превышающих предела упругости. Если привести в такое состояние сплав, из которого изготовлен стержень, то, начав поднимать груз, он в какой-то момент развалится на куски. Как мы уже договорились, сплав сам нагружал себя (мы только под­водили тепло), поэтому этот его поступок можно считать самоубийством. Стержень покончил с собой, мучительно вспоминая свою прежнюю форму и пытаясь поднять не­посильный груз.
...
Американский ученый, доктор Симон, зани­мающийся применением сплавов с памятью формы в ме­дицине, считает, что это свойство было известно еще в биб­лейские времена. Согласно библейской легенде Господь однажды приказал пророку Моисею бросить на землю жезл, который тот держал в руке, и жезл тут же превра­тился в змея. Господь велел Моисею схватить змея за хвост, и змей снова превратился в жезл в его руке. Не будем относиться к этой истории серьезно, но внешне эволюция формы жезла действительно очень сходна с тем, что происходит с запоминающими спла­вами.
...
Современная история вопроса начинается, пожалуй, с 1932 г., когда известный металлофизик Оландер на собрании Шведского металлургического общества сооб­щил о «резиноподобном поведении» сплава золота с ка­дмием. Он впервые столкнулся с необычным явлением,
...
а это значит, что под действием возникающих в стержне напряжений происходит обычная «дислокационная» пла­стическая деформация. Вся та деформация, которая могла бы исчезнуть при возвращении к прежней форме, превращается в остаточную. Стержень забывает исход­ную прямолинейную форму и принимает новую — изог­нутую. Именно она отпечатается теперь в его памяти, и если после охлаждения мы снимем груз и распрямим стержень, то при последующем нагреве он будет возвра­щаться к своей новой форме 2.
...
Нередки случаи, когда в силу определенных причин (см. гл. 5) резко ограничивается способность металлов к пластической деформации, они становятся хрупкими. Хрупкий металл разрушается без заметной остаточной деформации при напряжениях, не превышающих предела упругости. Если привести в такое состояние сплав, из которого изготовлен стержень, то, начав поднимать груз, он в какой-то момент развалится на куски. Как мы уже договорились, сплав сам нагружал себя (мы только под­водили тепло), поэтому этот его поступок можно считать самоубийством. Стержень покончил с собой, мучительно вспоминая свою прежнюю форму и пытаясь поднять не­посильный груз.
...
Американский ученый, доктор Симон, зани­мающийся применением сплавов с памятью формы в ме­дицине, считает, что это свойство было известно еще в биб­лейские времена. Согласно библейской легенде Господь однажды приказал пророку Моисею бросить на землю жезл, который тот держал в руке, и жезл тут же превра­тился в змея. Господь велел Моисею схватить змея за хвост, и змей снова превратился в жезл в его руке. Не будем относиться к этой истории серьезно, но внешне эволюция формы жезла действительно очень сходна с тем, что происходит с запоминающими спла­вами.
...
Современная история вопроса начинается, пожалуй, с 1932 г., когда известный металлофизик Оландер на собрании Шведского металлургического общества сооб­щил о «резиноподобном поведении» сплава золота с ка­дмием. Он впервые столкнулся с необычным явлением,
...
а это значит, что под действием возникающих в стержне напряжений происходит обычная «дислокационная» пла­стическая деформация. Вся та деформация, которая могла бы исчезнуть при возвращении к прежней форме, превращается в остаточную. Стержень забывает исход­ную прямолинейную форму и принимает новую — изог­нутую. Именно она отпечатается теперь в его памяти, и если после охлаждения мы снимем груз и распрямим стержень, то при последующем нагреве он будет возвра­щаться к своей новой форме 2.
...
В 1948 г. один из крупнейших советских металлофи-зиков академик Г. В. Курдюмов предсказал, а уже в сле­дующем году вместе со своим сотрудником Л. Г. Ханд-росом экспериментально обнаружил новый тип внутрен­них превращений в сплавах. Нам придется разобраться, в чем суть этих превращений, поскольку, как выясни­лось позже, именно они ответственны за проявление сверхупругости и ЭЗФ в сплавах, в которых эти эффекты выражены наиболее ярко. В 1980 г. это было признано открытием и его авторы получили соответствующий диплом, а само явление — название «эффект Курдю-мова».
...
Всего через два года после опубликования работ Г. В. Курдюмова, в 1951 г., американские ученые Чэн и Рид обнаружили, что сплав золота с кадмием, который теперь называют сплавом Оландера, помимо сверхупру­гости способен проявлять и ЭЗФ. А в 1958 г. на Всемир­ной выставке в Брюсселе уже демонстрировался при-
...
В 1948 г. один из крупнейших советских металлофи-зиков академик Г. В. Курдюмов предсказал, а уже в сле­дующем году вместе со своим сотрудником Л. Г. Ханд-росом экспериментально обнаружил новый тип внутрен­них превращений в сплавах. Нам придется разобраться, в чем суть этих превращений, поскольку, как выясни­лось позже, именно они ответственны за проявление сверхупругости и ЭЗФ в сплавах, в которых эти эффекты выражены наиболее ярко. В 1980 г. это было признано открытием и его авторы получили соответствующий диплом, а само явление — название «эффект Курдю-мова».
...
Всего через два года после опубликования работ Г. В. Курдюмова, в 1951 г., американские ученые Чэн и Рид обнаружили, что сплав золота с кадмием, который теперь называют сплавом Оландера, помимо сверхупру­гости способен проявлять и ЭЗФ. А в 1958 г. на Всемир­ной выставке в Брюсселе уже демонстрировался при-
...
В 1948 г. один из крупнейших советских металлофи-зиков академик Г. В. Курдюмов предсказал, а уже в сле­дующем году вместе со своим сотрудником Л. Г. Ханд-росом экспериментально обнаружил новый тип внутрен­них превращений в сплавах. Нам придется разобраться, в чем суть этих превращений, поскольку, как выясни­лось позже, именно они ответственны за проявление сверхупругости и ЭЗФ в сплавах, в которых эти эффекты выражены наиболее ярко. В 1980 г. это было признано открытием и его авторы получили соответствующий диплом, а само явление — название «эффект Курдю-мова».
...
Однако все эти изыскания до 1963 г. воспринимались многими как нечто экзотическое, не имеющее никакого прикладного значения; красивые фокусы и ничего бо­лее. 1963 год стал переломным, отношение к эффектам запоминания формы и сверхупругости резко измени­лось. Сотрудники лаборатории военно-морской артилле­рии США Бюлер и другие, ведя планомерный поиск сплавов, обладающих высокой стойкостью против кор­розии, натолкнулись на сплав никеля с титаном с приб­лизительно равным содержанием этих двух компонен­тов. Каждый из двух металлов хорошо сопротивляется коррозии, и сплав получился в этом отношении отлич­ным. Кроме того, оказалось, что он имеет высокую проч­ность и пластичность. Но вовсе неожиданным и замеча­тельным было то, что он проявлял ярко выраженную способность к запоминанию формы, или сверхупругость, или и то и другое вместе. Величина аномальной деформа­ции, которая исчезала при разгрузке (сверхупругость) или при нагреве (память), составила как раз око­ло 10 %.
...
Это было редчайшей удачей. Никель и титан значи­тельно дешевле и доступней, чем, например, сплав Олан-дера, в котором около половины — золото. Сочетание же свойств нового сплава было удивительно благоприят­ным. Его назвали нитинол: «ни» и «ти» — символы ком­понентов сплава N1 и Т|, а «нол» — первые буквы назва­ния лаборатории, где работали авторы. С тех пор и на­чался «нитиноловый бум», хотя практическое приме­нение нашли и некоторые другие сплавы, проявляющие ЭЗФ.
...
Возможности практического применения сплавов, обладающих уникальным свойством запоми­нать форму, исключительно разнообразны и заманчивы. Здесь перед конструкторами — широкое поле деятель­ности, усеянное принципиально новыми инженерными решениями. Например, в космической технике с по­мощью этих сплавов эффектно решается традиционная проблема экономии места (рис. 65). Свернутые или скру-
...
Однако все эти изыскания до 1963 г. воспринимались многими как нечто экзотическое, не имеющее никакого прикладного значения; красивые фокусы и ничего бо­лее. 1963 год стал переломным, отношение к эффектам запоминания формы и сверхупругости резко измени­лось. Сотрудники лаборатории военно-морской артилле­рии США Бюлер и другие, ведя планомерный поиск сплавов, обладающих высокой стойкостью против кор­розии, натолкнулись на сплав никеля с титаном с приб­лизительно равным содержанием этих двух компонен­тов. Каждый из двух металлов хорошо сопротивляется коррозии, и сплав получился в этом отношении отлич­ным. Кроме того, оказалось, что он имеет высокую проч­ность и пластичность. Но вовсе неожиданным и замеча­тельным было то, что он проявлял ярко выраженную способность к запоминанию формы, или сверхупругость, или и то и другое вместе. Величина аномальной деформа­ции, которая исчезала при разгрузке (сверхупругость) или при нагреве (память), составила как раз око­ло 10 %.
...
Это было редчайшей удачей. Никель и титан значи­тельно дешевле и доступней, чем, например, сплав Олан-дера, в котором около половины — золото. Сочетание же свойств нового сплава было удивительно благоприят­ным. Его назвали нитинол: «ни» и «ти» — символы ком­понентов сплава N1 и Т|, а «нол» — первые буквы назва­ния лаборатории, где работали авторы. С тех пор и на­чался «нитиноловый бум», хотя практическое приме­нение нашли и некоторые другие сплавы, проявляющие ЭЗФ.
...
Возможности практического применения сплавов, обладающих уникальным свойством запоми­нать форму, исключительно разнообразны и заманчивы. Здесь перед конструкторами — широкое поле деятель­ности, усеянное принципиально новыми инженерными решениями. Например, в космической технике с по­мощью этих сплавов эффектно решается традиционная проблема экономии места (рис. 65). Свернутые или скру-
...
ченные в компактную форму и уложенные в небольших нишах космического корабля антенны / и 3, механизм стабилизации 2, солнечная батарея 4, распрямляются
...
или выдвигаются из ни­ши после запуска аппа­рата на орбиту от дей­ствия солнечного тепла. Не правда ли, антенна / напоминает самопроиз­вольно разгибающийся бараний рог? Это можно использовать для созда­ния космического радио­телескопа — компактный моток из тонкой прово-
...
На рис. 66 показана схема простой конструкции для расстыковки блоков летательного аппарата. По команде на расстыковку включается нагрев спирали 2 и выпрям­ляется основная силовая деталь привода /. Конструкция отличается простотой и надежностью: здесь не требуется никакого дополнительного двигателя и нет никаких про­межуточных деталей, передающих усилие.
...
ченные в компактную форму и уложенные в небольших нишах космического корабля антенны / и 3, механизм стабилизации 2, солнечная батарея 4, распрямляются
...
или выдвигаются из ни­ши после запуска аппа­рата на орбиту от дей­ствия солнечного тепла. Не правда ли, антенна / напоминает самопроиз­вольно разгибающийся бараний рог? Это можно использовать для созда­ния космического радио­телескопа — компактный моток из тонкой прово-
...
На рис. 66 показана схема простой конструкции для расстыковки блоков летательного аппарата. По команде на расстыковку включается нагрев спирали 2 и выпрям­ляется основная силовая деталь привода /. Конструкция отличается простотой и надежностью: здесь не требуется никакого дополнительного двигателя и нет никаких про­межуточных деталей, передающих усилие.
...
ченные в компактную форму и уложенные в небольших нишах космического корабля антенны / и 3, механизм стабилизации 2, солнечная батарея 4, распрямляются
...
Конечно, запоминающим сплавам есть много приме­нений на Земле и в воздухе, на воде и под водой. Их способность поднимать грузы при нагреве открывает воз­можность создания двигателей прямого преобразова­ния тепла в механическую работу. Модели таких двига­телей уже построены. Их коэффициент полезного дей­ствия невысок, но ведь для их работы можно использо­вать низкотемпературные источники тепла—солнечную энергию, тепловые отходы промышленных предприятий и пр.
...
Свойство развивать напряжение в процессе «вспоми­нания» формы нашло применение при создании соедине­ния способом, заменяющим сварку, пайку и другие тра­диционные методы. Допустим, нам надо соединить две трубки для получения, скажем, топливопровода дви­гателя самолета. Берем втулку из низкотемпературного запоминающего сплава, внутренний диаметр которой на 4 % меньше наружного диаметра соединяемых тру­бок (рис. 67, позиция /). В жидком азоте (—196 °С) деформируем втулку методом раздачи, так что ее вну­тренний диаметр становится на 4 % больше наружного диаметра трубок — позиция 2. Теперь концы трубок мы можем ввести внутрь втулки, которая, отогреваясь до комнатной температуры, сжимается и сжимает концы трубок, обеспечивая прочное, герметичное соединение —■ позиция 3. Здесь используется та самая совершенно не­обычная с инженерной точки зрения особенность прояв­ления памяти металла, когда мы заставляем его сжи­маться при нагреве. Конечно, вдоль оси трубок втулка растягивается, но в данном случае это не мешает реше-
...
Конечно, запоминающим сплавам есть много приме­нений на Земле и в воздухе, на воде и под водой. Их способность поднимать грузы при нагреве открывает воз­можность создания двигателей прямого преобразова­ния тепла в механическую работу. Модели таких двига­телей уже построены. Их коэффициент полезного дей­ствия невысок, но ведь для их работы можно использо­вать низкотемпературные источники тепла—солнечную энергию, тепловые отходы промышленных предприятий и пр.
...
Свойство развивать напряжение в процессе «вспоми­нания» формы нашло применение при создании соедине­ния способом, заменяющим сварку, пайку и другие тра­диционные методы. Допустим, нам надо соединить две трубки для получения, скажем, топливопровода дви­гателя самолета. Берем втулку из низкотемпературного запоминающего сплава, внутренний диаметр которой на 4 % меньше наружного диаметра соединяемых тру­бок (рис. 67, позиция /). В жидком азоте (—196 °С) деформируем втулку методом раздачи, так что ее вну­тренний диаметр становится на 4 % больше наружного диаметра трубок — позиция 2. Теперь концы трубок мы можем ввести внутрь втулки, которая, отогреваясь до комнатной температуры, сжимается и сжимает концы трубок, обеспечивая прочное, герметичное соединение —■ позиция 3. Здесь используется та самая совершенно не­обычная с инженерной точки зрения особенность прояв­ления памяти металла, когда мы заставляем его сжи­маться при нагреве. Конечно, вдоль оси трубок втулка растягивается, но в данном случае это не мешает реше-
...
Конечно, запоминающим сплавам есть много приме­нений на Земле и в воздухе, на воде и под водой. Их способность поднимать грузы при нагреве открывает воз­можность создания двигателей прямого преобразова­ния тепла в механическую работу. Модели таких двига­телей уже построены. Их коэффициент полезного дей­ствия невысок, но ведь для их работы можно использо­вать низкотемпературные источники тепла—солнечную энергию, тепловые отходы промышленных предприятий и пр.
...
В авиации и кораблестроении уже установлены сотни тысяч таких соединений. Они показали высокую надеж­ность и работают безотказно. А ведь надо учитывать, что технически это значительно проще, чем сваривать или паять. Можно легко выполнять такие соединения в труд-
...
В авиации и кораблестроении уже установлены сотни тысяч таких соединений. Они показали высокую надеж­ность и работают безотказно. А ведь надо учитывать, что технически это значительно проще, чем сваривать или паять. Можно легко выполнять такие соединения в труд-
...
В авиации и кораблестроении уже установлены сотни тысяч таких соединений. Они показали высокую надеж­ность и работают безотказно. А ведь надо учитывать, что технически это значительно проще, чем сваривать или паять. Можно легко выполнять такие соединения в труд-
...
нодоступных или пожароопасных местах и даже в таких экзотических условиях, когда сварка или пайка вообще невозможны, — например, на дне моря.
...
нительных механизмов, срабатывающих при небольшом повышении заранее заданного значения температуры. На рис. 68 показана схема автоматического устройства, которое можно использовать для пожаротушения. Элемен­ты из запоминающего сплава / входят в отверстия кон-
...
нодоступных или пожароопасных местах и даже в таких экзотических условиях, когда сварка или пайка вообще невозможны, — например, на дне моря.
...
нительных механизмов, срабатывающих при небольшом повышении заранее заданного значения температуры. На рис. 68 показана схема автоматического устройства, которое можно использовать для пожаротушения. Элемен­ты из запоминающего сплава / входят в отверстия кон-
...
нодоступных или пожароопасных местах и даже в таких экзотических условиях, когда сварка или пайка вообще невозможны, — например, на дне моря.
...
теннера 2, заполненного соответствующей смесью, и удерживают поршень 3 в нижнем положении. При по­вышении температуры они вспоминают заданную им ранее формуй освобождают поршень, который под дей­ствием пружины 4 движется вверх, прокалывает про­бойником диафрагму в крышке контейнера и выбрасы­вает его содержимое наружу.
...
пользования этих сплавов в ме­дицине. Их применяют при опе­рациях, связанных со сращива­нием костных переломов (рис. 69). Мы уже упоминали об этом (с. 57) и обещали вернуться к
...
ку заданной формы и размеров растягивают при пониженной температуре и вставляют ее концы в отверстия, про­сверленные по обе стороны перелома. Состав сплава подобран так, что при температуре тела скобка вспоми­нает прежнюю форму и одновременно переходит в сверх-
...
теннера 2, заполненного соответствующей смесью, и удерживают поршень 3 в нижнем положении. При по­вышении температуры они вспоминают заданную им ранее формуй освобождают поршень, который под дей­ствием пружины 4 движется вверх, прокалывает про­бойником диафрагму в крышке контейнера и выбрасы­вает его содержимое наружу.
...
пользования этих сплавов в ме­дицине. Их применяют при опе­рациях, связанных со сращива­нием костных переломов (рис. 69). Мы уже упоминали об этом (с. 57) и обещали вернуться к
...
упругое состояние. Следовательно, сна начинает сжи­маться и приводит обломки кости в плотное соприкос­новение, на что затрачивается, скажем, половина из от­пущенных нам 10% деформации. После этого кость начинает сопротивляться дальнейшему сжатию, что, как мы уже знаем, приводит к росту напряжения в ней. (жобка как бы начинает нагружать сама себя, одновре­менно прижимая друг к другу и обломки кости. Но при нагру-жении сверхупругого материала диаграмма деформации имеет своеобразный вид (рис.30); скоб­ка запасает остальные 5 % дефор­мации и будет «выдавать» их по­степенно по мере срастания об­ломков, поддерживая постоянное усилие прижатия.
...
Другой пример — фильтры для улавливания тром­бов (сгустков крови) в сосудах. Слегка охлажденная прямая тонкая проволочка вводится в нужное место кро­веносного сосуда, там, отогреваясь до температуры тела, принимает ранее заданную ей причудливо запутанную форму. Фильтр пропускает кровь, но задерживает тромб, который, добравшись до сердца или мозга, мог бы при­вести к смертельному исходу (рис. 73).
...
Еще одно очень интересное направление внутрнсосу-дистой хирургии развивается во Всесоюзном научном центре хирургии под руководством профессора И. X. Раб-кина. Сотрудники этого центра и Московского института стали и сплавов уже провели успешные эксперименты на животных по вживлению в кровеносные сосуды нити-ноловых пружинок, укрепляющих изнутри стенки со­суда. Проволока вводится в сосуд через узкую трубочку
...
упругое состояние. Следовательно, сна начинает сжи­маться и приводит обломки кости в плотное соприкос­новение, на что затрачивается, скажем, половина из от­пущенных нам 10% деформации. После этого кость начинает сопротивляться дальнейшему сжатию, что, как мы уже знаем, приводит к росту напряжения в ней. (жобка как бы начинает нагружать сама себя, одновре­менно прижимая друг к другу и обломки кости. Но при нагру-жении сверхупругого материала диаграмма деформации имеет своеобразный вид (рис.30); скоб­ка запасает остальные 5 % дефор­мации и будет «выдавать» их по­степенно по мере срастания об­ломков, поддерживая постоянное усилие прижатия.
...
Другой пример — фильтры для улавливания тром­бов (сгустков крови) в сосудах. Слегка охлажденная прямая тонкая проволочка вводится в нужное место кро­веносного сосуда, там, отогреваясь до температуры тела, принимает ранее заданную ей причудливо запутанную форму. Фильтр пропускает кровь, но задерживает тромб, который, добравшись до сердца или мозга, мог бы при­вести к смертельному исходу (рис. 73).
...
сплавов. В медицине, кроме памяти, используется еще и то обстоятельство, что нитинол имеет очень высокую коррозионную стойкость и показал отличную совмести­мость с тканями живых организмов.
...
сплавов. В медицине, кроме памяти, используется еще и то обстоятельство, что нитинол имеет очень высокую коррозионную стойкость и показал отличную совмести­мость с тканями живых организмов.
...
р0му возможен только с одной стороны. Все, вероятно, видели вблизи современный пассажирский самолет. Об­шивка его корпуса и крыльев прикрепляется к несущим
...
инструкциям с помощью огромного количества закле-ж. Этот способ соединения деталей вообще еще доста-"шо широко распространен, хотя его и «теснят» более юнзводительные методы, такие, как сварка и пайка.
...
р0му возможен только с одной стороны. Все, вероятно, видели вблизи современный пассажирский самолет. Об­шивка его корпуса и крыльев прикрепляется к несущим
...
инструкциям с помощью огромного количества закле-ж. Этот способ соединения деталей вообще еще доста-"шо широко распространен, хотя его и «теснят» более юнзводительные методы, такие, как сварка и пайка.
...
р0му возможен только с одной стороны. Все, вероятно, видели вблизи современный пассажирский самолет. Об­шивка его корпуса и крыльев прикрепляется к несущим
...
Так вот, бывают случаи, когда место будущего соеди­нения, скажем, двух металлических листов открыто для сборщика только спереди, а с тыльной стороны к нему подобраться невозможно. Вставить заклепку в отвер­стие, заранее проделанное в обоих листах, нетрудно. Но ведь дальше надо ударить молотком по заклепке с противоположной стороны (придерживая ее спереди), чтобы образовать вторую «шляпку» и плотно соединить листы.
...
Привыкший к «нитиноловым чудесам» читатель ужа догадывается, как можно решить эту техническую за­дачу. Заклепка из запоминающего сплава будет иметь шляпку только с одной стороны, а ее стержень с другого конца нужно будет пропилить вдоль оси на определенную длину и развести концы в стороны. В таком виде заклеп­ку нужно «заневолить» и нагреть, т. е. вынудить ее при­нять и «запомнить» эту новую форму (с. 110). После этой операции мы уже при комнатной температуре снова сво­дим вместе концы заклепки так, что исходная форма ее стержня восстанавливается (если не считать узкого «про­пила», который не мешает сборке). Но заклепка уже «заряжена». Остается вставить ее в отверстие и нагреть, например, горелкой ее шляпку. Постепенно нагреется весь стержень заклепки, и когда на его противоположной стороне будет достигнута нужная температура, срабо­тает память металла, и концы разойдутся в стороны, плотно прижимая задний лист к переднему.
...
Нитинол не ржавеет, он легок и достаточно прочен. Не исключено, что в будущем из него будут, например, делать корпусы автомобилей. Такой автомобиль, даже после серьезного дорожного происшествия, восстановит форму кузова просто в результате легкого подогрева поврежденных мест.
...
Конечно, сейчас «автомобильный» прогноз выглядит, пожалуй, слишком смелым, так как запоминающие сплавы еще довольно дороги. Но ведь мы еще не знаем, чем нас завтра порадуют геологи и металлурги!
...
Казалось бы, что общего между закалкой стали и явлением запоминания формы? Однако, как это ни странно на первый взгляд, такая связь существует. Чтобы разобраться в причинах удивительной способности
...
Так вот, бывают случаи, когда место будущего соеди­нения, скажем, двух металлических листов открыто для сборщика только спереди, а с тыльной стороны к нему подобраться невозможно. Вставить заклепку в отвер­стие, заранее проделанное в обоих листах, нетрудно. Но ведь дальше надо ударить молотком по заклепке с противоположной стороны (придерживая ее спереди), чтобы образовать вторую «шляпку» и плотно соединить листы.
...
Привыкший к «нитиноловым чудесам» читатель ужа догадывается, как можно решить эту техническую за­дачу. Заклепка из запоминающего сплава будет иметь шляпку только с одной стороны, а ее стержень с другого конца нужно будет пропилить вдоль оси на определенную длину и развести концы в стороны. В таком виде заклеп­ку нужно «заневолить» и нагреть, т. е. вынудить ее при­нять и «запомнить» эту новую форму (с. 110). После этой операции мы уже при комнатной температуре снова сво­дим вместе концы заклепки так, что исходная форма ее стержня восстанавливается (если не считать узкого «про­пила», который не мешает сборке). Но заклепка уже «заряжена». Остается вставить ее в отверстие и нагреть, например, горелкой ее шляпку. Постепенно нагреется весь стержень заклепки, и когда на его противоположной стороне будет достигнута нужная температура, срабо­тает память металла, и концы разойдутся в стороны, плотно прижимая задний лист к переднему.
...
Нитинол не ржавеет, он легок и достаточно прочен. Не исключено, что в будущем из него будут, например, делать корпусы автомобилей. Такой автомобиль, даже после серьезного дорожного происшествия, восстановит форму кузова просто в результате легкого подогрева поврежденных мест.
...
Конечно, сейчас «автомобильный» прогноз выглядит, пожалуй, слишком смелым, так как запоминающие сплавы еще довольно дороги. Но ведь мы еще не знаем, чем нас завтра порадуют геологи и металлурги!
...
Казалось бы, что общего между закалкой стали и явлением запоминания формы? Однако, как это ни странно на первый взгляд, такая связь существует. Чтобы разобраться в причинах удивительной способности
...
сплавов запоминать форму, надо по крайней мере схема­тично представить себе, что происходит при закалке (.тали. Это будет соответствовать и исторической после­довательности событий, которые привели к открытию па­мяти металлов. Таким образом, в течение нескольких минут читатель проделает путь, на который человечеству потребовалось много веков.
...
Еще в «Одиссее» Гомера мы находим упоминание о за­калке стали: «Так расторопный ковач, изготовив топор иль секиру, в воду металл (на огне раскаливши его, чтоб двойную крепость имел) погружает, и звонко шипит он в холодной влаге». Эта ассоциация возникла у Одиссея в момент, когда он вместе с двенадцатью надежными и отважными спутниками вонзил раскаленный кол в един­ственный глаз циклопа — людоеда Полифема. Поскольку в «Одиссее» описываются события времен Троянской войны (XII век до н. э.), ясно, что люди умеют закали­вать сталь уже более трех тысяч лет. Приведем еще менее приятную цитату из летописи храма Балгала (Малая Азия, IX век до н. э.), в которой описан метод закалки булатного клинка: «Нагревать, пока он не засветится,
...
сплавов запоминать форму, надо по крайней мере схема­тично представить себе, что происходит при закалке (.тали. Это будет соответствовать и исторической после­довательности событий, которые привели к открытию па­мяти металлов. Таким образом, в течение нескольких минут читатель проделает путь, на который человечеству потребовалось много веков.
...
Еще в «Одиссее» Гомера мы находим упоминание о за­калке стали: «Так расторопный ковач, изготовив топор иль секиру, в воду металл (на огне раскаливши его, чтоб двойную крепость имел) погружает, и звонко шипит он в холодной влаге». Эта ассоциация возникла у Одиссея в момент, когда он вместе с двенадцатью надежными и отважными спутниками вонзил раскаленный кол в един­ственный глаз циклопа — людоеда Полифема. Поскольку в «Одиссее» описываются события времен Троянской войны (XII век до н. э.), ясно, что люди умеют закали­вать сталь уже более трех тысяч лет. Приведем еще менее приятную цитату из летописи храма Балгала (Малая Азия, IX век до н. э.), в которой описан метод закалки булатного клинка: «Нагревать, пока он не засветится,
...
сплавов запоминать форму, надо по крайней мере схема­тично представить себе, что происходит при закалке (.тали. Это будет соответствовать и исторической после­довательности событий, которые привели к открытию па­мяти металлов. Таким образом, в течение нескольких минут читатель проделает путь, на который человечеству потребовалось много веков.
...
Еще в «Одиссее» Гомера мы находим упоминание о за­калке стали: «Так расторопный ковач, изготовив топор иль секиру, в воду металл (на огне раскаливши его, чтоб двойную крепость имел) погружает, и звонко шипит он в холодной влаге». Эта ассоциация возникла у Одиссея в момент, когда он вместе с двенадцатью надежными и отважными спутниками вонзил раскаленный кол в един­ственный глаз циклопа — людоеда Полифема. Поскольку в «Одиссее» описываются события времен Троянской войны (XII век до н. э.), ясно, что люди умеют закали­вать сталь уже более трех тысяч лет. Приведем еще менее приятную цитату из летописи храма Балгала (Малая Азия, IX век до н. э.), в которой описан метод закалки булатного клинка: «Нагревать, пока он не засветится,
...
как восходящее в пустыне солнце, затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба... Сила раба, переходя в кинжал, и придает металлу твердость».
...
В средние века считалось, что охлаждать раскален­ную сталь необходимо в моче рыжего мальчика, а когда отказались и от этого рецепта, то появились новые, тоже довольно странные. Например, американцы в течение долгого времени танкерами возили воду для закалки стали из Англии, так как по их мнению хорошую закалку можно было сделать только в английской воде.
...
Очевидно, что эти нелепые, подчас дикие методы за­калки стали и прочие рецепты и секреты — все это плоды незнания. Лишь в 20—30-х годах нашего столетия была выяснена природа процессов, протекающих при закалке стали и ответственных за резкое изменение ее свойств — повышение твердости, прочности и др. Оказалось, что возможность закаливать сталь базируется на полимор­физме железа.
...
Явление полиморфизма, которое свойственно некото­рым металлам и сплавам, — это способность существо­вать в разных кристаллических модификациях (фазах).
...
как восходящее в пустыне солнце, затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба... Сила раба, переходя в кинжал, и придает металлу твердость».
...
В средние века считалось, что охлаждать раскален­ную сталь необходимо в моче рыжего мальчика, а когда отказались и от этого рецепта, то появились новые, тоже довольно странные. Например, американцы в течение долгого времени танкерами возили воду для закалки стали из Англии, так как по их мнению хорошую закалку можно было сделать только в английской воде.
...
Очевидно, что эти нелепые, подчас дикие методы за­калки стали и прочие рецепты и секреты — все это плоды незнания. Лишь в 20—30-х годах нашего столетия была выяснена природа процессов, протекающих при закалке стали и ответственных за резкое изменение ее свойств — повышение твердости, прочности и др. Оказалось, что возможность закаливать сталь базируется на полимор­физме железа.
...
Явление полиморфизма, которое свойственно некото­рым металлам и сплавам, — это способность существо­вать в разных кристаллических модификациях (фазах).
...
как восходящее в пустыне солнце, затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба... Сила раба, переходя в кинжал, и придает металлу твердость».
...
Сейчас особенности полиморфных превращений хорошо изучены. В ходе охлаждения при постоянном давлении, уже после затвердевания, при какой-то температуре про­исходит переупаковка атомов в решетку другого типа. При дальнейшем охлаждении может происходить новая перестройка атомов в решетку третьего типа или (в же­лезе) снова в решетку первого типа. Например, марганец существует в четырех (!) кристаллических модификациях. При нагреве все перестройки решетки обычно идут в об­ратном порядке. Изменение решетки металлов и сплавов при охлаждении или нагреве — это пример фазового превращения.
...
Многие фазовые превращения нам знакомы с дет­ства. Например, при таянии льда получается вода (жид­кая фаза). При дальнейшем нагревании вода превра­щается в пар (газообразная фаза). Но при таких превра­щениях фазы резко различаются по величине межатом­ных расстояний и характеру теплового движения атомов, а в твердом состоянии фазы различаются лишь способом упаковки атомов, расстояния между которыми меняются незначительно. Механические свойства разных кристал­лических модификаций одного и того же металла, конечно, не различаются столь сильно, как, скажем, свойства воды и льда. Однако различия физических (например, магнит­ных) свойств могут быть очень резкими.
...
В остальном имеется определенное сходство превра­щений жидкость -*• кристалл и кристалл -*- кристалл (с другой решеткой). В чистом металле полиморфное прев­ращение идет при строго определенной температуре, за­висящей от внешнего давления (как и плавление или кри­сталлизация). Только при этой температуре возможно мирное сосуществование двух фаз. Если превращение при нагреве требует затраты определенного количества тепловой энергии, то превращение, идущее при охлаж­дении, как и при кристаллизации, сопровождается вы­делением тепла.
...
Есть два основных механизма фазовых превращений в твердом теле. Если температура еще достаточно высока (скажем, 0,5 Тпл) и атомы сравнительно подвижны, они способны обмениваться местами с соседями и переме­щаться на расстояния, превышающие межатомное. В этом случае атомы как бы покидают свои позиции в старой ре-Нютке и поодиночке или небольшими группами при­страиваются к новой.
...
Сейчас особенности полиморфных превращений хорошо изучены. В ходе охлаждения при постоянном давлении, уже после затвердевания, при какой-то температуре про­исходит переупаковка атомов в решетку другого типа. При дальнейшем охлаждении может происходить новая перестройка атомов в решетку третьего типа или (в же­лезе) снова в решетку первого типа. Например, марганец существует в четырех (!) кристаллических модификациях. При нагреве все перестройки решетки обычно идут в об­ратном порядке. Изменение решетки металлов и сплавов при охлаждении или нагреве — это пример фазового превращения.
...
Многие фазовые превращения нам знакомы с дет­ства. Например, при таянии льда получается вода (жид­кая фаза). При дальнейшем нагревании вода превра­щается в пар (газообразная фаза). Но при таких превра­щениях фазы резко различаются по величине межатом­ных расстояний и характеру теплового движения атомов, а в твердом состоянии фазы различаются лишь способом упаковки атомов, расстояния между которыми меняются незначительно. Механические свойства разных кристал­лических модификаций одного и того же металла, конечно, не различаются столь сильно, как, скажем, свойства воды и льда. Однако различия физических (например, магнит­ных) свойств могут быть очень резкими.
...
В остальном имеется определенное сходство превра­щений жидкость -*• кристалл и кристалл -*- кристалл (с другой решеткой). В чистом металле полиморфное прев­ращение идет при строго определенной температуре, за­висящей от внешнего давления (как и плавление или кри­сталлизация). Только при этой температуре возможно мирное сосуществование двух фаз. Если превращение при нагреве требует затраты определенного количества тепловой энергии, то превращение, идущее при охлаж­дении, как и при кристаллизации, сопровождается вы­делением тепла.
...
Есть два основных механизма фазовых превращений в твердом теле. Если температура еще достаточно высока (скажем, 0,5 Тпл) и атомы сравнительно подвижны, они способны обмениваться местами с соседями и переме­щаться на расстояния, превышающие межатомное. В этом случае атомы как бы покидают свои позиции в старой ре-Нютке и поодиночке или небольшими группами при­страиваются к новой.
...
Сейчас особенности полиморфных превращений хорошо изучены. В ходе охлаждения при постоянном давлении, уже после затвердевания, при какой-то температуре про­исходит переупаковка атомов в решетку другого типа. При дальнейшем охлаждении может происходить новая перестройка атомов в решетку третьего типа или (в же­лезе) снова в решетку первого типа. Например, марганец существует в четырех (!) кристаллических модификациях. При нагреве все перестройки решетки обычно идут в об­ратном порядке. Изменение решетки металлов и сплавов при охлаждении или нагреве — это пример фазового превращения.
...
Многие фазовые превращения нам знакомы с дет­ства. Например, при таянии льда получается вода (жид­кая фаза). При дальнейшем нагревании вода превра­щается в пар (газообразная фаза). Но при таких превра­щениях фазы резко различаются по величине межатом­ных расстояний и характеру теплового движения атомов, а в твердом состоянии фазы различаются лишь способом упаковки атомов, расстояния между которыми меняются незначительно. Механические свойства разных кристал­лических модификаций одного и того же металла, конечно, не различаются столь сильно, как, скажем, свойства воды и льда. Однако различия физических (например, магнит­ных) свойств могут быть очень резкими.
...
В остальном имеется определенное сходство превра­щений жидкость -*• кристалл и кристалл -*- кристалл (с другой решеткой). В чистом металле полиморфное прев­ращение идет при строго определенной температуре, за­висящей от внешнего давления (как и плавление или кри­сталлизация). Только при этой температуре возможно мирное сосуществование двух фаз. Если превращение при нагреве требует затраты определенного количества тепловой энергии, то превращение, идущее при охлаж­дении, как и при кристаллизации, сопровождается вы­делением тепла.
...
Если же эта перестройка одной кристаллической ре-шетки в другую идет при низких температурах, то харак­тер атомных смещений изменяется. Здесь уже подвиж­ность атомов низка, и они не могут менять соседей, поэтому они попадают в новые положения, соответствую­щие другой решетке, в результате взаимно согласован­ных перемещений на малые расстояния.
...
Геометрически эта ситуация аналогична изображен­ной на рис. 32 и 33: атомы в одном слое совместно сме­щаются относительно атомов другого слоя. Отличие лишь в том, что порядок упаковки атомов в соседних слоях разный — в одном слое они образуют решетку одного типа, а в другом — другого.
...
Превращенная область в кристаллическом теле как бы испытывает сдвиг относительно соседней, в ко­торой еще сохранилась старая решетка, а также относительно того же самого участка с прежним по­рядком упаковки атомов, в котором она сама образо­валась. Превращения этого типа были названы мар-тенситными, а образующаяся в результате фаза с| новой решеткой — мартенситом (в честь немецкого металловеда Мартенса; не путайте с Мартеном, изо­бретателем сталеплавильного процесса). Высокотем­пературную фазу в железе и стали (а позднее, по анало-1
...
Дело в том, что высокотемпературная модификация] железа — аустенит — имеет гранецентрированную куби­ческую решетку с плотной упаковкой (с. 46), но сравни-Я
...
дого раствора, вступая в химическое соединение с желе­зом. Тогда при низких температурах структура стали будет представлять собой смесь феррита, в котором почти нет углерода, и карбида железа Ре3С, в котором углерода около 7 %.
...
Процесс образования карбида требует перемещения атомов углерода на значительные расстояния: они долж­ны скапливаться в тех участках аустенита, где возникнет карбидная частица, и наоборот, освобождать от своего присутствия те объемы, в которых образуется феррит, не желающий растворять углерод. Но диффузионная под­вижность атомов углерода, как мы помним, сильно зави­сит от температуры, и ниже 200—300 °С описанный про­цесс становится невозможным. Быстрое охлаждение при закалке как раз и нужно для того, чтобы привести аусте­нит в этот интервал температур, не допустив его распада на смесь феррита и карбида. Тогда и реализуется мартен-ситное превращение, в результате которого атомы угле­рода принудительно «загоняются» в решетку феррита, вопреки его нежеланию. Весь углерод, растворенный при нагреве в аустените, автоматически переходит в феррит, вызывая в его решетке сильнейшие искажения. Если в стали, скажем, 0,6 % углерода, то после закалки мы получаем 100-кратное пересыщение феррита, так как при комнатной температуре он растворяет добровольно лишь 0,006 % углерода. Как установил Г. В. Курдюмов, без­диффузионное превращение аустенита в сильно пересы­щенный феррит (мартенсит) и вызывает резкое упрочне­ние стали. Теперь ее трудно пластически деформировать, поскольку дислокации в мартенсите двигаются с боль­шим трудом. Движению дислокаций препятствуют те искаженные области решетки, в которых располагаются атомы углерода, а эти области отстоят друг от друга уже не на тысячи (как в феррите с 0,006 % углерода), а лишь па десятки межатомных расстояний.
...
Хотя мартенситное превращение связано со значительными сдвиговыми смещениями атомов, форма тела гглн закалке в целом не изменяется. Дело в том, что аустенит сопротивляется росту в его среде новой фазы,
...
дого раствора, вступая в химическое соединение с желе­зом. Тогда при низких температурах структура стали будет представлять собой смесь феррита, в котором почти нет углерода, и карбида железа Ре3С, в котором углерода около 7 %.
...
Процесс образования карбида требует перемещения атомов углерода на значительные расстояния: они долж­ны скапливаться в тех участках аустенита, где возникнет карбидная частица, и наоборот, освобождать от своего присутствия те объемы, в которых образуется феррит, не желающий растворять углерод. Но диффузионная под­вижность атомов углерода, как мы помним, сильно зави­сит от температуры, и ниже 200—300 °С описанный про­цесс становится невозможным. Быстрое охлаждение при закалке как раз и нужно для того, чтобы привести аусте­нит в этот интервал температур, не допустив его распада на смесь феррита и карбида. Тогда и реализуется мартен-ситное превращение, в результате которого атомы угле­рода принудительно «загоняются» в решетку феррита, вопреки его нежеланию. Весь углерод, растворенный при нагреве в аустените, автоматически переходит в феррит, вызывая в его решетке сильнейшие искажения. Если в стали, скажем, 0,6 % углерода, то после закалки мы получаем 100-кратное пересыщение феррита, так как при комнатной температуре он растворяет добровольно лишь 0,006 % углерода. Как установил Г. В. Курдюмов, без­диффузионное превращение аустенита в сильно пересы­щенный феррит (мартенсит) и вызывает резкое упрочне­ние стали. Теперь ее трудно пластически деформировать, поскольку дислокации в мартенсите двигаются с боль­шим трудом. Движению дислокаций препятствуют те искаженные области решетки, в которых располагаются атомы углерода, а эти области отстоят друг от друга уже не на тысячи (как в феррите с 0,006 % углерода), а лишь па десятки межатомных расстояний.
...
Хотя мартенситное превращение связано со значительными сдвиговыми смещениями атомов, форма тела гглн закалке в целом не изменяется. Дело в том, что аустенит сопротивляется росту в его среде новой фазы,
...
В некоторых случаях превращение сопровождается огромным объемным эффектом, и это приводит подчас к трагическим последствиям. Яркий пример этого — превра­щение в олове, высокотемпературная модификация ко­торого (белое олово) имеет удельный объем на 25 % мень­ший, чем низкотемпературная (серое олово). Переход белого олова в серое обычно происходит при низких темпе­ратурах и тогда мягкий, пластичный металл внезапно превращается в серый порошок. Серое олово очень хрупко и не может выдержать напряжений, возникающих в ходе превращения.
...
Именно это превращение послужило одной из причин гибели антарктической экспедиции Р. Скотта, покорив­шей 18 января 1912 г. Южный полюс. Путешественники погибли на обратном пути из-за отсутствия топлива. Со­суды с горючим прохудились, так как белое олово, которым они были пропаяны, «не выдержало мороза» и рассыпалось.
...
В сущности это было непростительной небрежностью, поскольку о такой опасности в Европе знали уже двести лет назад. То, что происходило с оловом при сильных морозах, назвали «оловянной чумой», которая в свое время оставила «трактиры без ложек и мисок, а солдат без пуговиц». Но превращение в олове — это одна край­ность, а нас сейчас больше интересует другая.
...
Г. В. Курдюмов и Л. Г. Хандрос первыми экспери­ментально обнаружили новый тип мартенситного превра­щения в алюминиевой бронзе. Как и предсказывал Г. В. Курдюмов, при благоприятном сочетании определен­ных условий превращение аустенита (А) в мартенсит (М) приобретает особые черты. Оно становится, как выра­зился Г. В. Курдюмов, «термоупругим». Этот термин отражает необычные особенности такого мартенситного
...
В некоторых случаях превращение сопровождается огромным объемным эффектом, и это приводит подчас к трагическим последствиям. Яркий пример этого — превра­щение в олове, высокотемпературная модификация ко­торого (белое олово) имеет удельный объем на 25 % мень­ший, чем низкотемпературная (серое олово). Переход белого олова в серое обычно происходит при низких темпе­ратурах и тогда мягкий, пластичный металл внезапно превращается в серый порошок. Серое олово очень хрупко и не может выдержать напряжений, возникающих в ходе превращения.
...
Именно это превращение послужило одной из причин гибели антарктической экспедиции Р. Скотта, покорив­шей 18 января 1912 г. Южный полюс. Путешественники погибли на обратном пути из-за отсутствия топлива. Со­суды с горючим прохудились, так как белое олово, которым они были пропаяны, «не выдержало мороза» и рассыпалось.
...
В сущности это было непростительной небрежностью, поскольку о такой опасности в Европе знали уже двести лет назад. То, что происходило с оловом при сильных морозах, назвали «оловянной чумой», которая в свое время оставила «трактиры без ложек и мисок, а солдат без пуговиц». Но превращение в олове — это одна край­ность, а нас сейчас больше интересует другая.
...
превращения. Если прекратить охлаждение, то и превра­щение сразу прекращается на той стадии, на которой его застигла температурная остановка, а если начать нагре­вать образец, то оно вскоре начинает идти в обратную сто­рону. Это значит, что мартенсит снова превращается
...
в аустенит, все сдвиговые смещения атомов идут в об­ратном направлении, а сами атомы возвращаются точно в свои исходные позиции, соответствующие решетке ау-стенита.
...
В сплавах, испытывающих термоупругое превраще­ние, приложением внешнего напряжения можно вызвать повышение температурного интервала мартенситиого пре­вращения, но главное в этих сплавах — наличие внешней нагрузки особенно резко меняет геометрическую картину превращения.
...
превращения. Если прекратить охлаждение, то и превра­щение сразу прекращается на той стадии, на которой его застигла температурная остановка, а если начать нагре­вать образец, то оно вскоре начинает идти в обратную сто­рону. Это значит, что мартенсит снова превращается
...
в аустенит, все сдвиговые смещения атомов идут в об­ратном направлении, а сами атомы возвращаются точно в свои исходные позиции, соответствующие решетке ау-стенита.
...
В сплавах, испытывающих термоупругое превраще­ние, приложением внешнего напряжения можно вызвать повышение температурного интервала мартенситиого пре­вращения, но главное в этих сплавах — наличие внешней нагрузки особенно резко меняет геометрическую картину превращения.
...




    Металловедение для сварщиков (сварка сталей)
    Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки
    Иллюстрации к началам курса «Основы материаловедения»
    Необычные свойства обычных металлов
    Физические методы исследования металлов и сплавов
    Ручная дуговая сварка
    Технология металлов и сварка

    rss
    Карта