» » Адсорбционное воздействие при деформации сжимающей нагрузкой
11.01.2015

В работах по исследованию влияния жидкометаллической среды на твердый металл в напряженном состоянии обычно подчеркивается, что это влияние обнаруживается при наличии растягивающих напряжений. Например, испытаниями при кратковременном изгибе было показано, что прочность и пластичность твердых металлов не изменяются, если жидкий металл наносится на сжатую сторону образца. Однако, исходя из изложенных выше представлений о механизме влияния адсорбционноактивной жидкометаллической среды на процесс деформации твердого металла, следует ожидать влияния среды и при сжатии. Естественно, если адсорбционное воздействие связано с облегчением выхода на поверхность образца дислокаций вследствие понижения свободной поверхностной энергии образующейся при этом ступеньки, то оно должно наблюдаться и при сжимающих напряжениях.
Для проверки этого предположения было проведено исследование влияния жидкого металла на процесс ползучести при одноосном сжатии. Для исследования была избрана пара твердая медь (марки М-1) — жидкий висмут, так как наличие адсорбционных эффектов в этой системе не подлежит сомнению. Известно, что в жидком висмуте происходит значительное снижение свободной поверхностной энергии твердой меди, неоднократно наблюдалось снижение прочности и пластичности меди при контакте с этим жидким металлом.
Испытание проводилось на трубчатых цилиндрических образцах с толщиной стенки 0,5 мм и с внутренним диаметром 10 мм. Жидкий металл находился внутри образца; герметизация рабочего объема производилась путем припаивания пробки. Испытывали образцы на ползучесть на машинах типа УЙМ-5. Нагружение образцов сжимающей нагрузкой осуществлялось с помощью реверсора. Для сопоставления с результатами испытания на ползучесть при сжатии были проведены также испытания и при растяжении, причем образцы в обоих случаях были одинаковыми. Все испытания на ползучесть проводились при температуре 350° С. Напряжения в опытах при растяжении были ниже, чем при сжатии, так как в первом случае при высоких заданных напряжениях разрушение образцов, находившихся в контакте с жидким висмутом, происходило в момент нагружения.
Адсорбционное воздействие при деформации сжимающей нагрузкой

На рис. 134 изображены кривые ползучести на воздухе и в жидком висмуте при сжимающих и растягивающих напряжениях. Из графиков видно, что ползучесть меди в жидком висмуте протекает с большей скоростью, чем на воздухе, и при сжатии, и при растяжении. Общей чертой влияния жидкометаллической среды в обоих случаях является также тот факт, что с понижением напряжения относительное влияние среды усиливается. Отличие заключается в абсолютных величинах деформации, в относительной силе влияния среды и в том, что при растяжении в жидком висмуте даже при весьма низких напряжениях наблюдается переход к третьему периоду ползучести и происходит разрушение образцов.
Адсорбционное воздействие при деформации сжимающей нагрузкой

На рис. 135 приведены зависимости скорости установившейся ползучести от напряжения. Они позволяют считать, что при сжатии и растяжении зависимость между этими величинами степенная, причем это справедливо для испытаний и на воздухе, и в жидкометаллической среде. Степень влияния жидкометаллической среды неодинакова при растяжении и при сжатии: при растяжении жидкий висмут вызывает значительно большее увеличение скорости ползучести, чем при сжатии (при одинаковой величине напряжений). Характерно также, что различие в скоростях ползучести на воздухе и в жидком металле тем больше, чем ниже приложенное напряжение (табл. 51).
Адсорбционное воздействие при деформации сжимающей нагрузкой

Таким образом, поверхностно-активный жидкий металл, оказывающий влияние на процесс деформации при растяжении, влияет на процесс деформации и при сжатии. Характер влияния одинаков в обоих случаях, но степень влияния выше при растяжении. Большее увеличение скорости ползучести в жидком металле при растяжении, чем при сжатии, объясняется, очевидно, тем, что при растяжении происходит образование и развитие зародышей трещин разрушения, а при сжатии процесс деформации идет без образования трещин (по крайней мере, у испытанного материала и при тех величинах деформации, при которых заканчивался эксперимент). Следовательно, при сжатии жидкий металл оказывает влияние лишь на процесс деформации, а при растяжении, кроме того, влияет и на процесс разрушения, процесс развития трещин.