Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Для исследования некоторых явлений при горячем уплотнении с возрастающим давлением можно пренебречь практической желательностью выдержки и воспроизвести процесс горячего прессования в более или менее (но не вполне) чистом виде. Получить же процесс спекания под давлением в чистом виде даже в теории невозможно. Неизбежно первым этапом процесса будет уплотнение с нарастающим давлением, т. е. горячее прессование под небольшим давлением. В этой стадии будет иметь место быстрая пластическая деформация, размер которой обусловлен кратковременным сопротивлением тела горячей деформации (кратковременная горячая твердость и жаропрочность). При дальнейшей выдержке под постоянным давлением имеет место вторая стадия длительная медленная деформация (крип), обУсл0В^. ная длительным сопротивлением тела деформации ^дл тельные горячая твердость и жаропрочность).
Таким образом, горячее прессование и спекание,вид давлением являются скорее не двумя Разны^"?!Хски ми, а двумя ступенями единого процесса. »РаДти'* . можно (но не выгодно) оборвать процесс на первой ст*
230
ДЛИ И ПОЛУЧИТЬ ГОрЯЧее Прессование не слиткли *
сопровождаемое спеканием под дам^ЇЇЖ^ однако, получить спекание под давлением в чистом мм так как нельзя получить вторую стадию процесса миі-первую'. Но можно вести процесс в ?аРкиТуслови1х (например, при очень большой выдержке), что дебоомя ция за счет медленного крипа под постоянной нагрузкой будет существенно больше быстрой пластической деформации при приложении нагрузки. F Пористое тело — сложный конгломерат частиц Для расчета его уплотнения необходимо принимать во внимание изменение контактного давления рк при увеличении степени конгломерации частиц. В работах [9-—12] было предложено модельное изучение процессов совместного воздействия нагрева и внешнего давления на единичном контакте. Исследовали кинетику изменения площади контактного сечения (сечения отпечатка) Л. скорость этого изменения dAJAdt, скорость линейной деформации при вдавливании пирамидального индентора (угол при вершине <р=136°) в исследуемый материал. Нагрев производился в вакууме, нагрузка давалась после достижения заданной температуры. Для твердого тела при изотермической выдержке возможны следующие механизмы:
1. Вязкое течение —механизм, предложенный впервые для объяснения явлений спекания Я- И. Френкелем [13]. При вязком течении
dljldt « 0,bdAIAdt « 1/tj-P« « Р/М, W)
где / — линейный параметр отпечатка, например сторона или диагональ; Tj = const — коэффициент вязкости; і— время,
p~ZР/ЛРГконтактная длительная Формула (VII,!) пригодна ^%^^^ul ний аморфных тел (например, стекол) « ^™**1*-этому она в дальнейшем тексте не приводится.
< Кроме того, при спекании¦ «gJ^^y^SS^ ^ одних контактах, неизбежно нарастает, *w микромас*
ние. Следовательно, пористое теле.толькоив макро , штабе находится под постоянной нагрузкой.
2. Так называемое диффузионное течение „л„ можно назвать по имени его авторов течение П™ р0е Кучннского. Его механизм основа Гг^от^дГижТ ния вакансии от мест большей концентрации к SeSt меньшей концентрации по законам диффузии Фика (т. е. перемещения а-гомов к местам большей концентп* ции вакансий). Принципиальный механизм этого пеоемГ щения был дан Б. Я. Пинесом [14]. Впервые на основе" этих принципов расчет модельного спекания был произведен Г. Кучинским [15]. Затем количественно несколько отличающийся расчет произвел Б. Я. Пинес [16, 17]. Приводим для вдавливания индентора расчетную формулу составленную по Пинесу:
dl ldt - 0,5dA/Adt = D6*pJkTa* = D&pJkTA =
- Db*P kTA\ (VII.2)
где D— коэффициент диффузии;
T— абсолютная температура деформации; k—константа Больцмана; б — параметр решетки;
а—некоторый критический линейный параметр; в данном случае а?—12*=А.
3. Теория Пинеса — Кучинского вскоре после ее появления надолго завоевала себе абсолютное господство. На некоторые противоречия в этой теории было указано в [9], в связи с чем был предложен [9—12] для объяснения явлений спекания" и спекания под давлением особый случай квазивязкого течения *;
dl?dt - O?dA/Adt - (1/г]).р2к/#0 =*Р*№2Н0 - Р*№ь
(VII,3)
где Рк— длительная контактная горячая твердость (контактное напряжение в момент времени ,г;, #о— кратковременная контактная горячая твер
ФормуГуСТуП,Из/Гвыражающая npoW«™f? скоростиУчения квадрату напряжения (показатель
і Впервые механизм квазивязкого течения для спекания под давлением был предложен Вильямсом \Щ
пени л*= 2), отвечает случаю неограниченной (беспоро-говои) текучести твердого тела. Формула для ограниченной (пороговой) текучести, идущей только при PkXjMi приводится в работе ?10]. В данной книге ограничимся замечанием, что зависимость пороговой текучести от вязкости может быть приближенно описана степенной зависимостью скорости деформации от напряжения. Эта зависимость типа формулы (VII,3) но с показателем степени л>2..
При температурах, практически применяемых для спекания, течение описывается формулой (VII,3) с показателем степени п=2. При низких температурах может иметь место квазивязкое (пороговое) течение с п>2.
