Убедительное доказательство резкого увеличения плотности различных дефектов структуры при прохождении УВ получено в свое время М.А. Могилевским [99]. Он проводил измерения плотности дефектов путем снятия кривых электросопротивления при изохронном нагреве медных образцов, деформированных УВ при температуре жидкого азота. В частности, для давлений 70 кбар плотность дислокаций равна 10" см-2. Исходя из изложенного, можно сделать предположение, что в условиях высоких динамических давлений и скоростей деформации, характерных для СВ, должна значительно уменьшиться минимальная остаточная деформация, которая необходима для активации и схватывания по всей контактной поверхности. Эта очевидная гипотеза подтверждается уже тем, что в случае СВ минимальная деформация, необходимая для образования качественного соединения, составляет 20.30 %, а при холодной сварке 300.500 %. В связи с этим заслуживают внимания количественные оценки минимального времени, необходимого для обеспечения полного схватывания в условиях СВ, выполненные в работах [234, 249] с использованием аппарата, описывающего пластическую деформацию по обычному дислокационному механизму, основанному на работах Франка—Рида. В работе [249] получена формула для определения длительности активации всей контактной поверхности: тв =¿¿/¿5, где Ь— модуль вектора Бюргерса; ё — скорость деформации; 5— площадь активного центра; I — средняя длина пробега дислокации. При е в 30 %, те « 10"* с длительность активации имеет порядок та = ~ 10"7 с, что подтверждает возможность использования основных положений теории соединения материалов в твердой фазе для описания процесса образования атомных связей при СВ. Таким образом, в режимах волнообразования {% 30 %, Ртяк~ С/2п) создаются условия, необходимые для полного схватывания контактных поверхностей металлов. Можно предположить, что с увеличением давления роль остаточных деформаций в зарождении активных центров будет уменьшаться и при превышении теоретической прочности требуемая для полного схватывания плотность дислокаций будет создаваться уже в процессе неравноосного объемного сжатия. Данное предположение подтверждается экспериментами по нормальным высокоскоростным соударениям пластин из разнородных металлов, в которых на одной из контактных поверхностей после соударения обнаружен слой металла второй пластины, несмотря на отсутствие видимых следов сдвиговой деформации. Поэтому процесс образования активных центров перестает лимитировать схватывание и сварку металлов при высоких даалениях соударения, а доминирующее значение приобретают релаксационные процессы и необратимое поглощение энергии. Релаксационные явления (см. также параграф 2.4 и п. 3.4.4). При СВ благодаря пластической деформации происходит необратимое поглощение значительной части кинетической энергии метаемой пластины, что являет-
Карта
|