www.mexanik.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ

Cтало уже традиционным связывать развитие современной техники и создание новых машин, аппаратов, устройств с уровнем разработки материалов, способных работать в условиях высоких температур, в агрессивных средах, при больших нагрузках и т. д. Вполне понятно, что в этой связи роль тугоплавких соединений — карбидов, боридов, нитридов, окислов и других фаз — существенно повышается. Если в качестве условной границы тугоплавкости принять, как и в справочнике [1], температуру плавления 2500° С, то число двойных соединений, которые могут быть отнесены к тугоплавким, составляет около 80, а количество тугоплавких элементов — всего лишь шесть. Вполне очевидно, что широкое вовлечение тугоплавких соединений в высокотемпературное материаловедение существенно расширит гамму композиций, предназначенных для эксплуатации при высоких температурах. Эти композиции находят или могут найти применение в энергетике (атомное реакторостроение, МГД-генераторы), ракетной и космической технике, авиации и химическом машиностроении, металлургии, электронике, способствуя ускорению темпов научнотехнического прогресса и построения материально-технической базы коммунизма в нашей стране.

Помимо тугоплавкости, карбиды, бориды, окислы и т. п. обладают целым рядом других замечательных свойств: широким спектром электрических характеристик — от сверхпроводимости до изоляционных свойств, высокой твердостью, большим модулем упругости, интересными эмиссионными и термоэлектрическими характеристиками, способностью в ряде случаев к делению, а также к отражению и поглощению нейтронов, химической инертностью по отношению ко многим агрессивным средам, низкой скоростью испарения и др. Однако высокая хрупкость, низкая пластичность и термостойкость зачастую лимитируют использование этих соединений. Поэтому рассмотрение в широком плане проблемы прочности тугоплавких фаз представляется весьма актуальным.

Вообще говоря, разрушение обусловливается не только силовым и термическим нагружением, но может быть связано также с расплавлением или взаимодействием с окружающей средой. В связи с этим рассмотрение проблемы прочности в общей постановке применительно к высокотемпературным материалам предполагает также анализ, помимо традиционных механических свойств, и таких характеристик, как температура плавления, испарение, которые во многом определяют «потолок» и длительность использования тугоплавких фаз при высоких температурах.

Такой подход обусловил круг вопросов, разбираемых в книге, первая глава которой посвящена физикохимическим основам прочности тугоплавких соединений и содержит сведения об их структуре, электронном и дислокационном строении, свойствах, связанных с силами сцепления. Здесь разбираются также упругие характеристики, твердость, закономерности диффузии и рекристаллизации. Во второй главе охарактеризованы общие закономерности разрушения, приведена информация о параметрах, определяющих сопротивление силовым и термическим нагрузкам в широком температурном интервале.

Эти вопросы в отечественной и зарубежной монографической литературе рассматривались в ограниченном объеме. Исключение составляют, пожалуй, издания [1—3], но материалы, изложенные в справочнике [1 ] и в монографии [2], требуют обновления, а книга [3] посвящена механическим свойствам твердых сплавов и почти не затрагивает свойств самих тугоплавких соединений.

До недавнего времени ограниченность сведений о прочности тугоплавких соединений была обусловлена как трудностями в изготовлении достаточно представительных образцов, так и отсутствием высокотемпературных методик исследования. Разработка в последние годы разнообразных технологических приемов получения материалов, совершенствование и создание высокотемпературной техники измерений, интенсивная разработка проблем прочности и физико-химии твердых тел вообще и высокотемпературных материалов в частности — все это обусловило появление значительного числа публикаций, разбросанных в периодической литературе.

Все вышеизложенное побудило авторов написать настоящую монографию, в которой они стремились, совместно рассматривая различные аспекты разрушения, обобщить представления о физико-химических основах прочности тугоплавких соединений, изложить закономерности прочности и термопрочности этих материалов, дать информацию о фактических показателях прочностных характеристик в разнообразных условиях. Авторы, однако, не ставили задачу предоставить исчерпывающую сводку всех свойств карбидов, нитридов, боридов, окислов. Цель книги — постараться вооружить читателя пониманием особенностей прочности тугоплавких соединений.

Круг вопросов, рассмотренных в книге, в значительной мере обусловлен научными интересами авторов; этот круг, естественно, не охватывает всех проблем, которые обычно рассматриваются применительно к прочности общемашиностроительных материалов. Вопросы методики, например, излагаются в ограниченном объеме.

Авторы признательны проф. докт. физ.-мат. наук М. В. Якутовичу, канд. техн. наук В. С. Нешпору и канд. техн. наук П. В. Зубареву за просмотр рукописи и сделанные замечания, способствующие улучшению содержания.

Первая глава написана Р. А. Андриевским и Г. А. Рымашевским, вторая глава — Р. А. Андриевским и А. Г. Ланиным.

Назад, на страницу описания