Page 48 - Dys

48

C  δ 2 
0
C ( )δ = π ⋅ D τ ⋅ exp    ⋅ 4 D τ ⋅  , (1.1)


m
m
де τ – час деформації, D – коефіцієнт дифузії, який характеризує рухливість

атомів, і С – вміст елементу, що дифундує перед початком деформації.
0
-7
2
Коефіцієнт дифузії хрому та міді становить 1,03 та 0,76×10 м /с
відповідно. Визначений коефіцієнт дифузії D хрому в армко залізі суттєво

-15 2
відрізняється від його коефіцієнта дифузії в сталі 45 (D = 4,2×10 м /с) із
3
гальванічного покриття при швидкісному електронагріванні (V = 3×10 К/с)
н
і температурі 1273 К [84]. Він також є вищий від коефіцієнта дифузії у

2
-9
рідкому металі (10 м /с) приблизно в 100 разів. Це означає, що в процесі
МІО виникають сприятливі умови для проникнення легуючих елементів із

зони ФК. Таким чином структура, кристалічна ґратка якої є ефектнішою,

буде мати нижчий коефіцієнт дифузії цих елементів.

11
12
-2
В процесі МІО генерується висока густина дислокацій (ρ = 10 -10 см )
із великою рухливістю в зміцненому шарі завдяки високошвидкісній
деформації металу в зоні ковзання [84]. Дифузія легувальних елементів

реалізується, очевидно, за таким же механізмом, як і при лазерній обробці

[85], шляхом генерування дислокацій. Для МІО верхня межа густини

12
-2
дислокацій в поверхневому шарі становить приблизно 10 см . Тому
кількість генерованих дислокацій зменшується із зростанням дефектності

вихідної структури сталі 45. Отже, переміщення атомів в глибину матеріалу

залежить від параметрів процесу термопластичної деформації, а їх кількість

залежить від числа генерованих дислокацій [84]. Таким чином, МІО

спричиняє дифузію легувальних елементів із-зовні в поверхневі шари

зміцнюваного металу. Отже, можна спрямовано змінювати хімічний склад,

структурний стан та фізико-механічні властивості металу.

Дифузія під час МІО прискорюється високошвидкісною

термопластичною деформацією уздовж дислокацій і по границях зерен.

Наявність домішкових атомів блокує рухливість дислокацій, міграцію