Details

Структурные превращения, происходящие в металлах во время пластической деформации, рассмотрены с позиций теории самоорганизации в неравновесных системах, и для их описания использована интегрально-вероятностная функция – статистическая энтропия. Показано, что структура деформированного металла полностью соответствует условиям формирования и признакам диссипативных структур. С этих же позиций рассмотрены механизмы фазовых превращений, формирования структуры и свойств сплавов. Особое внимание уделено движущим силам мартенситного превращения. Поскольку данный тип превращений происходит по деформационному механизму сдвига, для их описания использовано условие пластичности Ишлинского. Это позволило рассчитать температуры превращения, сформулировать условия протекания мартенситных превращений не только в углеродистых сталях, но и в безуглеродистых сплавах, по-новому объяснить влияние напряжений и деформаций на смещение температур старта превращения, дать новую интерпретацию trip-эффекта в сталях с остаточным аустенитом. Рассмотрены локальные мартенситные превращения, происходящие в мартенситно-аустенитной составляющей структуры бейнитных и ферритно-бейнитных сталей, выяснены причины термической и деформационной стабильности остаточного аустенита и дана оценка возможности реализации trip-эффекта в трубных сталях для повышения их деформационной способности. При анализе упорядочения в сплавах как фазового превращения I или II рода, также использовано описание структуры при помощи статистической энтропии. Рассмотрены процессы разупорядочения и повышения энтропии системы при образовании сплава, характеризующиеся величиной энтропии смешения ΔSсм. Обратный процесс – упорядочение, происходящий при понижении температуры, сопровождается понижением энтропии на ту же величину. Изменение структуры системы вызывает изменение механических свойств сплава. Показано, что несмотря на возрастание внутренних напряжений вплоть до перехода сплава в хрупкое состояние, упорядочение является энергетически выгодным процессом из-за снижения объема системы или увеличения (по модулю) энергии межатомной связи. Процессы дисперсионного твердения при старении сплавов с ограниченной растворимостью легирующего элемента интерпретированы как локальное упорядочение, способствующее снижению общей энергии системы.

• Оглавление
• ВВЕДЕНИЕ
• Глава 1. Интегрально-вероятностное описание структуры неравновесных темо-динамических систем
• 1.1. Развитие представлений об энтропии. Хаос и упорядоченность
• 1.2. Современный этап в развитии теории структурообразования в термодинамических системах
• 1.3. Статистическая энтропия − интегрально-вероятностная характеристика структуры термодинамической системы
• 1.4. Методы определения структурной энтропии
• 1.5. Предельные значения DScтр и внутренних напряжений ss max
• 1.6. Температурное изменение предела текучести и структурной энтропии
• 1.7. Изменение структурной энтропии и предела текучести при пластической деформации
• 1.8. Взаимосвязь структурной энтропии, прочности и пластичности
• 1.9. Формирование структуры при пластической деформации металла
• 1.10. Образование новых границ во время пластической деформации
• Итоги главы
• Глава 2. Общие представления о фазовых превращениях
• 2.1. Движущие силы фазовых превращений
• 2.2. Диффузионные превращения
• 2.3. Бейнитные превращения
• 2.4. Мартенситные превращения
• 2.5. Эмпирические модели мартенситных превращений
• Глава 3. Деформационный (сдвиговый) механизм мартенситного превращения
• 3.1. Сравнение механизмов мартенситного пре вращения и пластической деформации
• 3.2. Об изменении объема при мартенситном превращении
• 3.3. Использование условия пластичности для расчета температуры старта мартенситного превращения
• 3.4. Эффекты, сопровождающие мартенситные превращения
• 3.5. Обратимые мартенситные превращения
• 3.6. Механический аналог среды с обратимыми мартенситными превращениями
• Итоги главы
• Глава 4. Локальные мартенситные превращения в бейнитных сталях
• 4.1. Непревращенный аустенит и образование М/А-составляющей
• 4.2. Локальное мартенситное превращение аустенита в М/А- составляющей
• 4.3. О возможности использования мартенситного превращения, инициированного деформацией в М/А-частицах, для повышения пластичности стали на стадиях трубного передела
• 4.4. Влияние параметров термомеханической обработки на формирование М/А-составляющей структуры в трубной стали
• 4.5. О механизме изменения свойств стали при мартенситном превращении в М/А-частицах
• 4.6. Дополнительная информация о мартенситно-аустенитной составляющей
• Итоги главы
• Глава 5. Упорядочение твердых растворов
• 5.1. Некоторые сведения из теории сплавов
• 5.2. Фазовые превращения первого и второго рода
• 5.3. Образование неупорядоченного твердого раствора. Энтропия смешения
• 5.4. Традиционная интерпретация выделения частиц из твердого раствора
• 5.5. Механизм деформации упорядоченных твердых растворов
• 5.6. О взаимосвязи изменения объема и энергии системы при превращениях
• 5.7. Изменение энтропии и свойств сплава при упорядочении
• 5.8. Образование металлических соединений в многокомпонентных сплавах. Высокоэнтропийные сплавы
• 5.9. Образование металлических соединений типа А2В, А3В,..., АnВ в двухкомпонентной системе
• 5.10. Изменение свойств сплава при упорядочении твердого раствора
• 5.11. Энергетика упорядочения
• 5.12. Упорядочение и пластическая деформация
• Глава 6. Распад пересыщенного твердого раствора. Старение сплавов
• 6.1. Общие положения
• 6.2. Структурные изменения в сплаве при дисперсионном твердении
• 6.3. Движущие силы и изменение свойств сплава при дисперсионном твердении
• 6.4. Релаксация напряжений при перестаривании
• Заключение
• Список литературы