Механические свойства твердых тел при низких температурах

Ю.М. Павлов, В.А. Шугаев

Учебное пособие по курсу «Основы криофизики»

Механические свойства твердых тел при низких температурах. Павлов Ю.М., Шугаев В.А./ Под ред. Симонова Б.П. М.: Моск.Энерг.ин-т, 1988. - 48 с.

В учебном пособии изложены современные представления о закономерностях изменения механических свойств металлов при низких температурах. Нарязу с анализом механизма рассматриваемых явлений приводятся справочные данные по прочности и пластичности конструкционных материалов низкотемпературной техники.
Пособие предназначено для студентов энергофизического факультета, обучающихся по специальности «Техника и физика низких температур».
Рецензенты: д.т.н. проф. Григоренко Н.М., д.т.н. проф. Зенкевич В.Б.

Скачать в pdf - Pavlov-Mehanicheskie-svoistva.pdf

Предисловие

Достижения научно-технической революции расширили область практической деятельности человека. Такие понятия, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры, сверхвысокие давления и сверхсильные поля стали восприниматься как вполне обыденные явления. Между тем, их применене требует решения крупнейших научных и производственных задач, в том числе в области физики твердого тела и материаловедении. К сожалению, избежать ошибок не всегда удается.

Современная техника предъявляет к конструкционным материалам, по крайней мере, два важнейших требованя: они должны иметь высокую прочность и одновременно обладать вязкостью, исключающей возможность хрупкого разрушения. К сожалению, возможности предварительного выбора материала с заданными свойствами, его термической и механической обработки существенно ограничены.

Строгая теория механических свойств твердого тела до сх пор не разработана, ее развитие сдерживается чрезвычайной сложностью внутренних взаимодействий. Даже в пределах одинакового химического состава характеристики твердых веществ могут иметь различия, имеющие принципиальный характер. Классический пример - углеров. Одна из его кристаллических модификаций - графит. Это мягкий материал, прекрасно проводящий электрический ток. Алмаз - тоже углерод, но он является эталоном твердости и типичным диэлектриком.

Применительно к низким температурам изменение механических свойств материалов и сплавов определяется их кристаллическим строением, наличием дефектов структуры и включением атомов легирующих элементов. при этом высокая прочность и хорошая вязкость принципиально несовместимы. Это вынуждает использовать в конструкциях лишь часть потенциальной прочности металла, чтобы повысить надежность работы и избежать хрупкого разрушения. Понятно, что вес конструкций при этом сильно возрастает.

В задачах металловедениия область низких температур определяется достаточно произвольно. Это обусловлено отсутствием строгой теории, а, следовательно, и очевидного физического критерия. Поэтому в дальнейшем, кроме тех случаев, когда это специально оговаривается, под низкими понимаются температуры ниже комнатной (Т=300К).

Следующая страница: Людвиг Больцман. Лекции по теории газов