щей твердую. При этом в процессе образования трещин происходит эффективная спонтанная релаксация напряжений растяжения. Проблема влияния среды иа механические свойства твердых тел включает ряд частных проблем взаимодействия материалов в твердом состоянии с веществами в ином агрегатном состоянии (жндком и газообразном). Взаимодействие веществ начинается на поверхности контакта с процесса физической адсорбции, может перейти в процесс хемооорбцни, а затем прн определенных условиях и в стадию химического взаимодействия. Так, например, в холоднотянутом листе золота, погруженном в водный раствор хлоридов, возникают трещины. Пластически деформированные латунные детали растрескиваются в контакте с аммиаком, а также в контакте со ртутью. Упруго напряженные металлы в электролитах хрупко разрушаются (в области растягивающих напряжений). Но в копта не твердых тел с жидкими первые могут стать и более пластичными. В результате такого контакта может протекать как процесс охрупчивання, так и процесс пластифицирования. Например, штамповка листов, находящихся в контакте с определенными жидкостями, можег происходить более успешно, чем без контакта. Взаимодействие твердых и жидких тел многообразно. Рассмотрим более подробно влияние контакт? твердого тела с жидким на охрупчивание твердого тела в условиях, имитирующих пайку или лужение. Установлено, что наиболее сильное охрупчивание я понижение прочности имеет место прн контакте твердых тел с жидкими, имеющими аналогичную химическую связь (металлы с металлическими расплавами, а ионные кристаллы с расплавами и растворами солей). Начиная с 1914 г. публикуются работы, посвященные различным аспектам важной металловедческой и технологической проблемы — возможности охрупчивання твердого металла прн контакте с жидким, необходимым и достаточным условиям охрупчивання, кинетике хрупкою разрушения, его механизму и способам предотвращения. В дальнейшем для сокращения это явление будем называть контактным твердо-жидким охруп-чиванием. Твердый металл может охрупч'шаться в контакте с жидким как без приложения внешних нагрузок, так и в условиях принудительной деформации. Контактное твердо-жидкое охрупчивание металлов имеет место при смачнв н га жидким металлом твердого прн наличии в нем остаточных или внешне созданных растягивающих напряжений. Остаточные растягивающие напряжения могут быть созданы при деформации, неравномерном нагреве или охлаждении, ином внешнем воздействии, а также в результате об- разования неравновесных структур (прн закалке, незаконченном распаде твердого раствора и т. д.). Во внешних слоях твердого металла, подвергающегося сжатию, и*1и при наличии в нем сжимающих напряжений контактного твердо-жидкого охрупчивання не обнаружено. Существует аналогия между хрупким контактно-релаксационным разрушением металлов под напряжением в электролитах и при контактном твердо-жидком охрупчиваиии. Общие необходимые условия этих процессов — разрушение твердых металлов в местах концентрации растягивающих напряжений при смачивании. Разрушение происходит в результате электрохимических реакций, вызывающих избирательное и локальное растворение металла. При описании причин контактного твердо-жидкого охрупчивання существуют различные объяснения потери межатомной связи: I) вследствие процессов химического взаимодействия между твердым и жидким металлами; 2) в результате значительно меньшей межфазиой энергии по сравнению с ож-г (от-ж-гТт-г', 3) прн совместном действии обоих факторов с превалированием одного из них. В ряде работ по рассматриваемому вопросу полагают, что смачивание твердого металла жидким происходит по чисто физическому обратимому механизму (процессу) без химического взаимодействия между твердой и жидкой фазами (растворения твердой фазы в жидкой и наоборот) или образования ннтерметаллидов, ио с участием поверхностных обратимых адсорбционных процессов [24, 55]. Согласно работам [56, 57], прн описании взаимодействия циика с оловом совершенно исключается возможное влияние растворения образца, так как тонкий слой жидкого металла сейчас же насыщается веществом исследуемого металла. Еще в 1958 г. было выдвинуто полуэмпирическое правило Перцова — Ребиндера, согласно которому понижению прочности твердого тела под действием жидкого покрытия всегда соответствует наличие иа диаграмме плавкости достаточно узкой, ио вполне конечной области образования твердого раствора. В монографии [55] действие этого правила было ограничено двойными диаграммами эвтектического типа и оно было дополнено утверждениями, что понижение прочности под действием расплава не наблюдается, если металлы образуют ип-терметаллиды или когда легкоплавкий металл совершенно не растворим в твердом металле и эти металлы в жидком состоянии расслаиваются. Данные о склонности к контактному твердо-жидкому охруп-чиваниго алюминия, меди, железа показывают, что указанное выше правило не охватывают возможных случаев рассматриваемого специфического охрупчивання.
Карта
|