CC BY
16
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
контролируемый диффузией. Эти испытания также показали, что в образованиях известняка при низкой температуре расход пенокислоты регулируется, в основном, с помощью кинетики реакции на поверхности.[3]
Применение пенокислот позволяет достигнуть лучших результатов при обработке пластов, что связано с улучшением качества реакции и уменьшением времени простоя скважин. Список использованной литературы:
1. Scherubel, G. A., and Crowe, C. W. 1978. Foamed Acid, a New Concept in Fracture Acidizing. Presented at SPE Annual Fall Technical Conference and Exhibition, 1-3 October, Houston, Texas. SPE-7568-MS.
2. Anderson, M. S. and Fredrickson, S. E. 1989. Dynamic Etching Tests Aid Fracture-Acidizing Treatment Design. SPE Production Engineering, Volume 4, Issue 04. SPE-16452-PA.
3. Ford, W. G. F. and Roberts, L. D. 1985. The Effect of Foam on Surface Kinetics in Fracture Acidizing. Journal of Petroleum Technology, Volume 37, Issue 01. SPE-11120-PA.
© Сизов Н.П., Сизов Р.А., Уталиев А.З., 2019
УДК 539.261
Степаненко А. В.
канд. физ.-мат. наук, доцент Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»,
г. Екатеринбург, РФ Е-mail: avstep@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА АНИЗОТРОПИИ ФИЗИЧЕСКИЙ СВОЙСТВ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ С
ОСТРОЙ ОДНОКОМПОНЕНТНОЙ ТЕКСТУРОЙ
Аннотация
Рассмотрены вопросы расчета анизотропии физических свойств поликристаллических материалов, в которых сформирована острая однокомпонентная текстура. Сделан вывод, что существующие методики не позволяют выполнять быстрые оценки изменения анизотропных свойств металлов в ходе технологического процесса. Предлагается методика, в которой используется рентгенографические данные, полученные по методу обратных полюсных фигур. Используя полюсные плотности для базисной ориентировки (0001) и пирамидальной ориентировки {1015}, выполнен расчет изменения удельного сопротивления тербия при пластической деформации холодной прокаткой.
Ключевые слова:
поликристаллы, структура, деформация, редкоземельные металлы, дифракция, рентген, текстура.
Andrej V. Stepanenko PhD in Physics and mathematics, associate professor, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education «Ural Federal
University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin»,
Ekaterinburg, Russian Federation Е-mail: avstep@mail.ru
FEATURES OF THE CALCULATION OF ANISOTROPY PHYSICAL PROPERTIES OF POLYCRYSTALS WITH ACUTE SINGLE-COMPONENT TEXTURE
Abstract
the article considers the issues of calculating the anisotropy of the physical properties of polycrystalline
-( 20 J-
materials in which a sharp one-component texture is formed. It is concluded that the existing methods do not allow quick assessments of changes in the anisotropic properties of metals during thermomechanical processing. The method of calculation is proposed, which uses X-ray analysis data obtained by the method of reverse pole figures. Using the pole density for the basic orientation (0001) and pyramidal orientation {1015}, we can calculate the change in the resistivity of terbium during plastic deformation by cold rolling.
Преимущественное распределение ориентировок кристаллитов в поликристаллических материалах (текстура) определяет уровень анизотропии их физико-механических свойств [1,2]. Для практики важное значение имеет оценка анизотропных свойств металлов в процессе их технологической обработки. Для этих целей существует несколько различных методик, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки [3]. Методики, основанные на использовании экспериментально полученной функции распределения ориентировок (ФРО), позволяют достаточно точно вычислять анизотропные физические свойства металлов и сплавов, но требуют использования больших объемов экспериментальных данных, полученных по методу прямых полюсных фигур (ППФ) [4]. Методы, основу которых составляет расчет ориентационных факторов текстуры или коэффициентов Керра, также предполагают получение больших объемов рентгенографических данных по методу обратных полюсных фигур (ОПФ) [5]. При построении ОПФ для металлов с ГЦК-решеткой требуется определить интенсивности 18 полюсов, а для металлов с ГПУ-решеткой определяются интенсивности 17 кристаллографических ориентировок.
Одним из распространённых типов текстуры металлов является однокомпонентная текстура, которая может быть сформирована, например, при пластической деформации холодной прокатки [6,7]. В данной работе предлагается методика для экспрессной оценки изменения анизотропии физических свойств металлических материалов с ГПУ-решеткой в случае острой однокомпонентной текстуры.
На рис.1 представлены результаты рентгенографического исследования текстуры образца поликристаллического тербия после холодной прокатки с различными степенями обжатий. Исходное состояние образца, представленное на рис.1а, характеризуется острой базисной ориентировкой, достигающей величины 6,65 единиц бестекстурного эталона. При этом интенсивность пирамидальной ориентировки {1015}, величина которой характеризует степень рассеяния базисной компоненты текстуры образца, составляет 2,84 единицы бестекстурного эталона.
Keywords:
polycrystals, structure, deformation, rare-earth metals, diffraction, X-ray, texture.
0,32
0.75 0,56
0,41
0,51
5,02 3,13
2,28
0,29
0.89
8.10
0.34
Рисунок 1 - Обратные полюсные фигуры исходного (а) и конечного (б) состояния поликристаллического тербия.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
Конечное состояние образца, характеризуется ростом базисной компоненты текстуры, интенсивность ориентировки (0001) достигает 8,10 условных единиц. При этом совершенство текстуры возрастает, основная доля полюсной плотности на стереографическом треугольники сосредотачивается в области малых углов.
Для выполнения оценки анизотропии свойств поликристалла обозначим полюсную плотность базисной ориентировки (0001) на ОПФ символом Р1, а величину полюсной плотности ближайшей к ней пирамидальной ориентировки {1015} Р2. Степень рассеяния базисной компоненты текстуры в этом случае
удобно характеризовать отношением х = —. Изменение степени рассеяния текстуры сопровождается
Р2
изменением полюсной плотности базисной ориентировки на АРг . Соответствующее изменение полюсной плотности для пирамидальной ориентировки {1015}, образующий с ориентировкой (0001) угол 02 , составляет АР2.
Изменение ориентационного фактора текстуры в гауссовом приближении можно выразить через величины полюсных плотностей:
М = АР1 • А1 + (х) • АР2 • Б,
где А1- коэффициент Морриса для базисной ориентировки,
2
Выполненные расчеты показывают, что при различных изменениях степени рассеяния базисной компоненты текстуры величина 5 коррелирует с величиной параметра х. Полученная функциональная
зависимость соответствует выражению:
1
ад =
15,89^-12.95
Оценку изменения анизотропии физических свойств поликристалла выполним на примере величины удельной электропроводности тербия. Изменение удельной электропроводности поликристалла р при изменении степени рассеяния базисной компоненты текстуры от величины xi до Х2 составляет:
Ар = р2 - pi,
АрНН = (р±-рц)-д/НН,
где Рх, Р|| - величины удельного сопротивления для монокристалла,
АрНН - изменение удельного сопротивления образца в направлении нормаль к плоскости проката. При температуре Т = 300 К для тербия: рх = 1,27 • 10-6 Ом • м , рц = 0,98 • 10-6 Ом • м [8]. В этом случае при изменении текстурного состояния рассматриваемого образца величина изменения удельного сопротивления составляет АрНН = 6,12 • 10-8 Ом м.
Таким образом, в предлагаемой методике достаточно знания экспериментальных значений полюсных плотностей только двух кристаллографических ориентировок, чтобы оценить изменение величины физического свойства поликристалла. Данная методика позволяет значительно быстрее, по сравнению с существующими методиками, делать оценки уровня анизотропии физических металлов и сплавов при проведении различных технологических процессов на производстве. Список использованной литературы:
1. Адамеску Р. А., Гельд П. В., Митюшов Е. А. Анизотропия физических свойств металлов. М.: Металлургия, 1985. 136 с.
2. Золоторевский Н. Ю., Рыбин В.В. Фрагментация и текстурообразование при деформации металлических материалов. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. 208 с.
3. Вишняков Я.Д., Бабарэко А.А., Владимиров С.А., Эгиз И.В. Теория образования текстур в металлах и сплавах. М.: Наука, 1979. 344 с.
4. Бородкина М.М., Спектор Э.Н. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов// М. Металлургия. 1981. 272 с.
5. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ: Учебное пособие для вузов. М.: МИСИС, 2002. 306 с.
6. Адамеску Р.А., Гребенкин С.В., Чуприков Г.Е., Степаненко А.В. Текстурообразование при осадке
i 22 у
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
сплавов системы Tb-Gd // Физика металлов и металловедение, 1993, т.76. Вып.1. С.139-143.
7. Степаненко А.В. Особенности текстурообразования при холодной деформации тербия // Сборник статей Международной НПК «Приоритетные направления развития науки», Уфа, 23 февраля 2015. РИО МЦИИ, 2015. С.26-28.
8. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочное изд. - М.: Металлургия. 1989. - 384 с.
© Степаненко А.В. 2019.
УДК 621.9.047
Л.А. Коневцов
канд. техн. наук, Институт материаловедения ХабНЦ ДВО РАН г. Хабаровск, РФ E-mail: konevts@narod.ru А.Л. Филонников канд. техн. наук, доцент ТОГУ, г. Хабаровск, РФ E-mail: sehlrinch@mail.ru С.В. Ринчинова магистр 3 курса ТОГУ г. Хабаровск, РФ E-mail: sehlrinch@mail.ru
СТАНОВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ
Аннотация
Показано, развитие и становление обобщающей науки о материалах для создания средств деятельности, значительный вклад в развитие которой внесли мыслители Древней Греции и русские учёные. В настоящее время в науке о материалах наряду с материаловедением формируется её новый этап, материалогия, в т.ч. один из её важнейших разделов - материалогия поверхности, в рамках которой показана методологическая схема упрочнения поверхности с использованием метода электроискрового легирования.
Ключевые слова:
материалогия, поверхность, материалогия поверхности, электроискровое легирование.
Введение
В современных условиях катастрофического уменьшения невозобновляемых ресурсов наука о материалах - материаловедение не рассматривает комплексно проблемы, связанные с получением материалов из минерального сырья (МС), нетрадиционных видов сырья, снижения энтропии, использования высоких технологий и принципиальных основ производственно-экологического циклического круговорота вещества и материалов в природе. Поэтому знаменательным событием в науке о материалах явилась работа русского учёного А.Д. Верхотурова [1], который первым заметил новый этап в развитии науки о материалах, предложил его обобщающее название - материалогия. Одним из важнейших разделов материалогии является материалогия поверхности [2], с позиций которого используемые методы получения материалов и исполнительных поверхностей средств деятельности должны отвечать новому вектору развития науки [3]. Среди таких методов электроискровое легирование (ЭИЛ).
-( 23 )-
