CC BY
19
СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИИ ИХ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В АПК
УДК 669.001
ПОВЕРХНОСТНАЯ ДИФФУЗИЯ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
З.Абдукаххоров, кандидат технических наук;
Я.Т. Рахимов, старший преподаватель Нам ИТИ Узбекистан, г Наманган
UDK 669.001
SURRFACE DIFFUSION And HER INFLUENCE UPON CHARACTERISTIC WORKER SURFACES GROUND PROCESSING INSTRUMENT Z.Abdukahhorov; Y Rahimov. Uzbekistan, Namangan institute of Engineering and Technology
zohidjon55@mail.ru
Длительной срок службы, максимальная надежность почвообрабатывающих инструментов и на выгоднейшее использование конструкционных материалов могут быть обеспечены только при условии тщательного исследования прочности, вязкости, процессами связанный с поверхностной диффузией и его влияние на свойства рабочих поверхностей почвообрабатывающих инструментов.
Характеристика состояния поверхности твердых тел и процессов, протекающих на ней, важна для понимания многих явлений, связанних с разрушением, химическими процессами, коррозией и т.п.
The Long lifetime, maximum reliability ground processing instrument and useless constructive material can be provided only at condition careful study to toughness, viscosity, process connected with surface diffusion and his influence upon characteristic worker surfaces processing instrument. The Feature of the condition to surfaces hard tell and processes, running on her, important for understanding the many phenomena's, in accordance with destruction, chemical process, corrosion etc. The Surface diffusion is very important surface process. In article studied process connected with surface diffusion and his influence upon characteristic worker surfaces processing instrument.
Ключевые слова: диффузия, корро- Keywords: the diffusion, corrosion, зия, разрушение, химический процесс, destruction, chemical process, atom, атом, рабочая поверхность, вакансия. worker surface, vacancy.
Для повышение износостойкости и долговечности рабочих поверхностей почообра-батывающих инструментов применяют различные методы поверхностного упрочнения. Однако в ряде случаев рабочие поверхности рабочих поверхностей почообрабатыва-ющих инструментов работают не только в условиях трения и изнашивания, но испытывают ударно-циклические нагрузки. В связи с этим повышение надежности и долговечности рабочих поверхностей почообрабатывающих инструментов путем применение упрочняющих технологий в значительной степени зависит от формирования упрочненных слоев, обладающих высокой сопротивляемостью хрупкому разрушению в широком диапазоне температур.
Для конкретного металла и поверхности заданной ориентации температурную
зависимость коэффициента диффузии можно выразить соотношением, подобным уравнению Аррениуса, в виде
_ Ql
D = De ' ,(i)
Где Qs - энтальпия активации, а D0 принято называть частотным множителем. Чтобы выяснить природу поверхностной диффузии, нам потребуется создать модель на основе детального анализа взаимодействия между поверхностными атомами, позволяющую правильно предсказывать значения D0, Qs. Едва ли нужно упоминать о том, что законченной модели подобного явления в настоящее время не существует и что попытки оценить эти величины основывались только на самых простых представлениях о процессе поверхностной диффузии [1].
По аналогии с вакансионным механизмом объемной диффузии, согласно которому энтальпия активации рассматривается состоящей из двух слагаемых, а именно энтальпии зарождения вакансии и энтальпии ее миграции в решетке, можно записать, что
Qs = Qf + Qm , (2)
Где Qf- энтальпия зарождения способного диффундировать атома, а Qm - энтальпия его последующей миграции. Эта аналогия, однако, не совсем точна, поскольку внутри кристалла все атомы эквивалентны. У всех таких атомов имеется одинаковое число соседних атомов , чего, как совершенно очевидно, не можеть б^ть на поверхности, если не считать нескольких редких случаев поверхностей (111) и (100) кристаллов с гранецентрированной кубической решеткой. Для таких поверхностей Qf - энтальпия зарождения адсорбированного атома, оставляющего вакансию на сингулярной плоскости, а Qm - энтальпия миграции этого атома из одной равновесной позиции при адсорбции в другую [2].
Отношение занятых адсорбированными атомами позиций к общему их числу определяется уравнением
AGf
в = e" ^, (3)
Где AGf - изменение свободной энергии при зарождении адсорбированного атома. Вероятность того, что рядом с позиций, занятой адсорбированным атомом, окажется незанятая, равна произведению ав, где а - число соседних возможных позиций, равное 4 для плоскостей (110) и 3 для плоскостей (111). Обозначив через n скорость перескока адсорбированных атомов на соединение позиции, а через т среднее время между перескоками, получим, что
Т = a/3n , (4)
Следовательно,
AGm
n = ve- kT ,(5)
т.е.
AGf +AGm
T = ave kT ,(6)
По теории блуждания Эйнштейна (2), коэффициент поверхностной диффузии выражается соотношением
П — 1 а2 П — 4 Т , (7)
При выводе которого принимали, что средняя длина пробега атомов при перескоках равна расстоянию между соседними позициями, которые могут занимать адсорбированные атомы [3].
Таким образом,
NGf + АОт кТ
, (8)
D = a2ve
или
D а ve ^ e ^ (д)
Здесь члены AHf и ЛНт соответствуют энергиям активации Qs и Qm , а члены ASf и ASm соответствующее изменение энтропий, помимо изменения идеальной энтропии смещения. Этот анализ, практически совпадающий с анализом, который был проведен [1] для вакансионного механизма объемной диффузии, действителен только для сингулярных плоскостей. На поверхностях же других ори-ентаций (например, по направлению [011] в решетке гранецентрированного куба), на таких поверхностях всегда существуют пороги или уступы. Таким образом, на них имеются явно неодинаковые атомные позиции, так что величины AGf и AGm нельзя считать однозначными.
По [3], уравнение (9) еще остается в силе для поверхности с нелинейными ступеньками, если AGf относится к перемещению адсорбированного атома с уступа на ступеньке в позицию на сингулярном участке поверхности. По методу Харта и Паунде можно вычислить AHf для той или иной поверхности металла с гранецен-трированной кубической решеткой, близкой по ориентации к (100), считая, что величина AHf равна произведению разности между начальными и конечным числами ближайших соседних атомов на энергию одной связи (Ф1), принимаемую равной 1/6 теплоты сублимации [4].
В результате получается, что AHf =2 Ф1 АНт. Величину АНт подсчитывали как разницу между значениями потенциальной энергии адсорбированного атома при его нахождении в равновесной позиции и в седлообразной потенциальной яме между позициями адсорбции. Подсчет с использованием функции потенциальной энергии Морзе дает, что АНт~ Ф1, так что Qs ~ 3 Ф1 = LJ2, где Ls - теплота сублимации.
По мнению Шюмона и Чоя уравнение (7) которое определяет Ds величина 1/т есть средняя частота перескоков всех атомов на поверхности. Следовательно, если на поверхности имеется р различных позиций, то величина 1/т определяется следующим уравнением: p
Хт / m, + m2 +-----+ mp .
= Ш/ = ' 2_IL = i=1 / (10)
/t h 2 +-+tp 7 p
i ь 'I t.
Здесь т - общее число перескоков за время - число перескоков с позиций первого типа; t¡ - общее время нахождения атома на позициях первого типа и т.д.
При этом анализе опять были сделаны обычные упрощающие допущения, предполагающие, что свободная энергия атома однозначно определяется числом ближайших к нему соседних атомов и что частота колебаний одинакова во всех направлениях и не зависит от характера занимаемой атомом позиции. С учетом всех допущений выражение для Ds принимает вид
Л М'/ -ДЯ'/
Ds =1 п'а ув /ке (ц)
где п1 изменяется от 1 до 2 в зависимости от ориентации поверхности, а ЛS1 и АН1 соответствуют перемещению атома с уступа на ступеньке в седлообразную потенциальную яму, где у него имеется два ближайших соседних атома, т.е. АН1=4 Ф1. Таким образом, в их анализе 05 = 2/3 (для всех ориентаций), а величина Ds не зависит от направления на данной поверхности и очень мало изменяется в зависимости от ориентации поверхности [5].
Список литературы:
[1].Ю.М.Лахтин,А.Ю.Новиков, В.Н.Михайлин. Технология упрочнения и защиты от коррозии резьбовых крепежных деталей. Материалы научно-технической конференции. Ташкент,1990. с.31.
[2]. А.А.Мухамедов. Исследование свойств после перекристаллизации стали. Ми ТОМ. 1972. № 12. с. 1420.
[3]. Я.Рахимов, З.Абдукаххоров. Влияние легирующих элементов на свойства углеродистых сталей. Материалы международный научно-практической интернет-конференции. Астрахань. 29.02.2016 г.
УДК 669.001 ВЛИЯНИЕ ФАЗОВОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ НА АБРАЗИВНУЮ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ СТАЛИ
UDK 669.001 INFLUENCE PHASE PEREKRISTALLIZACII ON ABRASIVE IZNSOSTOYKOSTI STEELS
З.Абдукаххоров, канд. тех. наук; Я.Т.Рахимов, старший преподаватель; М.И.Адашалиев, ассистент Нам ИТИ Узбекистан, г. Наманган
В статье рассматривается влияние температуры предварительной нормализации на прочность тонкой структуры и абразивную износостойкость стали. Выявлена корреляционная зависимость между плотностью дислокации и величиной износа при абразивном изнашивании. Найдены содержания количества аустените и изменение
изменение углерода в
Abdukahhorov Z.; Rahimov Y.; Adashaliyev M.
Uzbekistan, Namangan Institute of Engineering and Technology zohidjon55@mail.ru
In this article is considered the influence of the temperature of renormalization on toughness of the fine structure and abrasive wear resistance by steels. The correlation dependency is rerealed between dislocation density and value of the wear under abrasive wear-out. There are founded change of content's amount of carbon in austenite and change of the average in diameter of grain, change in the value of the abrasive wear-out
среднего диаметра аустенитного зер на, изменение величины абразивного depending on temperature of preliminary износа в зависимости от температуры hardening and intermediate tempering. предварительной закалки и промежуточного отпуска.
Ключевые слова: износ, нормализация, Key words: wear-out, normalization, прочность, термическая обработка, ми- toughness, thermal processing, micro кроструктура, механические свойства structure, mechanical characteristic
