Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Физика взрыва. Т.2 - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Т.2. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 654 c.
ISBN 5-9221-0220-6
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzrvt22002.djvu
Предыдущая << 1 .. 194 195 196 197 198 199 < 200 > 201 202 203 204 205 206 .. 309 >> Следующая


2) увеличение объема материала под действием теплоты, выделяемой при ударном сжатии, без аномалий на кривых Гюгонио, например плавление во фронте ударной волны;

3) отсутствие заметного изменения объема и соответственно структуры ударной волны, например при фазовых переходах в сталях аустенитного класса.

Кроме того, под действием ударных волн процессы образования новых фаз, как бездиффузионные, так и сопровождающиеся массопереносом, чаще всего завершаются за доли микросекунд, что свидетельствует о весьма высокой скорости протекания фазовых превращений. Однако объяснить ускорение диффузионных процессов только высоким давлением сжатия не удается, так как при сжатии происходит уменьшение концентраций вакансий, а следовательно, снижение скорости диффузии. Необходимо учитывать интенсивный пластический сдвиг, приводящий

19.3, Высокоскоростное деформирование и разрушение 43?;

в действие дислокационные механизмы, которые, в свою очередь, резко увеличивают концентрацию вакансий, ускоряющих диффузию.

Классификация полиморфных превращений, как правило, основана на изменении каких-либо свойств вещества: термодинамических, кристаллографических, типа атомных связей, номера координационной сферы и т.д. Кроме этого, имеется также кинетическая классификация, которая основана на анализе процесса преодоления активационных барьеров при полиморфных превращениях и разделяет фазовые переходы на быстрые и медленные. Можно выделить два кинетических механизма фазовых переходов:

• мартенситный, характеризующийся кооперативной (когерентной) перестройкой кристаллической решетки в результате преодоления активапионного барьера путем однородной деформации кристаллической решетки в масштабах, превышающих молекулярные;

• диффузионный, для которого свойственна активация отдельных атомных частиц и преодоление энергетических барьеров каждым атомом или молекулой индивидуально.

Каждый из этих двух кинетических механизмов может быть как медленным, так и быстрым, в зависимости от напряженно-деформированного состояния и температуры. Мартенситный механизм становится быстрым при достаточно больших напряжениях и деформациях, а диффузионный — при высоких температурах. Необходимые условия для реализации диффузионного механизма фазовых переходов при ударноволновом нагружении обеспечиваются главным образом в горячих зонах (в полосах адиабатического сдвига, очагах хрупкого разрушения, в окрестности трещин, в области межзеренных границ). Основной объем ударно сжатого вещества является сравнительно холодным, и новая кристаллическая модификация образуется по мартенситному механизму.

Полиморфизм при ударноволновых нагрузках экспериментально обнаружен у ряда металлов, окислов, полупроводников, многих минералов и горных пород. Например, аномальный характер (излом) адиабаты Гюгонио для железа наблюдается при давлении около 13 ГПа. Результаты статических измерений приводят к значениям давления 11,8... 13,0ГПа, соответствующим фазовому переходу в железе. При давлениях, превышающих давление фазового перехода для железа, возможно образование плотноупакованной є-фазьі железа, обладающей, по имеющимся данным, ГПУ-решеткой. Был сделан вывод, что при давлении 13 ГПа в а-железе. образуется смесь 7-фазы и е-фазы с промежуточной метастабильной объемноцентрированной тетрагональной фазой, и установлено, что при давлении 12,8 ГПа существует равновесие а-фазы и ?-фазы, а обратный фазовый переход происходит при давлении 9,8 ГПа,

Исследования микроструктуры образцов железа после ударного нагружения не обнаружили наличия новых фаз, т.е. фазовый переход является обратимым. В то же время в структуре деформированного монокристаллического железа после воздействия ударной волны с фронтальным давлением 13... 23 ГПа, наряду с двойникованием, образуется ленточный рельеф, напоминающий мартенситную структуру, а прочность и твердость железа становятся существенно выше исходных значений. Дальнейшее увеличение фронтального давления не ведет к значительному изменению микроструктуры и увеличению твердости. Следовательно, обратимое превращение а —У є —? а приводит к образованию сильно измельченной и интенсивно двойникованной тонкой структуры высокой твердости внутри оставшихся неизменными по размерам зерен. Однако вопрос о полном описании природы фазового перехода в железе останется открытым до тех пор,

438

19. Взрыв в твердых телах

Рис. 10.29. Адиабата Гюгонио для типичного фазового перехода» вызванного ударной волной: S — область сосуществования фаз А и В\ Gл и Gb — границы сосуществования фаз AnB

пока не будет получена информация о структуре металла, непосредственно за фронтом ударной волны.

Анализ фазовых переходов основан либо на равновесном термодинамическом анализе при установившихся режимах распространения ударных вата, либо на кинетических моделях превращения во фронте волн сжатия и разгрузки.

На границе области S существования равновесной фазовой смеси с однофазной средой (А или В), термодинамические характеристики терпят разрыв (рис 19.29). В координатах (р, V) фазовая граница отмечена штриховыми линиями аа1 и bb3: справа от аа' фаза А, слева от ЪЪ' фаза Б, а между ними могут быть как отдельные фазы, так и их совокупность. Ударное сжатие материала в фазе А ограничено точкой а на фазовой границе, где начинается фазовый переход. Фаза В имеет меньший удельный объем, поэтому дальнейшее сжатие продолжается вдоль линии аб, пока полиморфное превращение не завершится в точке 6, после чего фаза В начнет сжиматься вдоль линии 6с, т.е. наклон адиабаты Гюгонио oabc в точке а изменяется скачком. Пусть линия Рэлея od, которая связывает начальное состояние ударно-сжимаемого тела с конечным, пересекает адиабату Гюгонио в точке к. Тогда ударная волна, соответствующая этому состоянию, является неустойчивой и поэтому расщепляется на две (линии Рэлея оа и ad): первая ударная волна сжимает материал до состояния а в начале фазового перехода, а вторая, имеющая меньшую скорость, — до состояния d в конце перехода. Полиморфное превращение может происходить также через одну устойчивую ударную волну, если точка d лежит выше точки с в месте пересечения продолжения линии Рэлея оа с верхней ветвью адиабаты Гюгонио be.
Предыдущая << 1 .. 194 195 196 197 198 199 < 200 > 201 202 203 204 205 206 .. 309 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.