Проведен анализ теоретических и экспериментальных значений энергии границ зерен в металлах применительно к процессу соединения металлов при сварке давлением. Говорится о зависимости энергии границ зерен от угла разориентации зерен. Эта зависимость имеет осциллирующий характер, отражающий атомно-дискретную структуру дефекта. Экспериментальное определение энергии границ зерен связано с рядом трудностей, а теоретические методы основаны на применении компьютерного моделирования. При теоретическом определении энергии границ зерен существенное влияние на эту энергию оказывает вид принимаемой модели: жесткая модель, модель с учетом вакансионной или атомной релаксации. Представлены теоретические и экспериментальные значения энергии границ зерен в различных металлах, имеющих в основном ГЦК структуру. Сообщается о возможности рассмотрения границ зерен в качестве активных центров, на основе которых происходит взаимодействие соединяемых металлов при сварке давлением. Показано, что для сравнительной оценки энергии границ зерен разных металлов при сварке давлением целесообразно эту энергию определять с учетом энергии поверхности расплава металла.
The analysis of theoretical and experimental values of the energy of grain boundaries in metals applied to the joining metals during welding pressure. It is told about dependence of the energy of grain boundaries of disorientation angle of grains. This dependence has oscillating character, reflecting the atomic discrete structure of the defect. Experimental determination of the energy of grain boundaries associated with a number of difficulties, and theoretical methods based on the use of computer modeling. At theoretical determination of the energy of grain boundaries the type of the accepted model has essential impact on this energy: rigid model, the model taking into account the vacancy or atomic relaxation. The theoretical and experimental values of the energy of grain boundaries in various metals having mostly FCC structure are presented. The possibility of having grain boundaries as active centres, on the basis of which there is an interaction of the joined metals during welding pressure. It is shown that for the comparative evaluation of the energy of grain boundaries of different metals during welding pressure is advisable to determine this energy with the energy of the surface of the molten metal.
1. Анализ методик расчета энергии вакансии в металлах применительно к моделированию процессов сварки давлением / Р.А. Латыпов, В.В. Булычев, И.Н. Зыбин и др. // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6 (Электронный журнал).
2. Батайкина И.А. Моделирование структурных границ зерен и физических процессов, связанных с ними: автореф. дис. … канд. физ. мат. наук. – Саранск, 1997. – 18 с.
3. Булычев В.В., Латыпов Р.А. Оценка прочности соединения однородных металлов при электроконтактной приварке // Сварочное производство. – 2012. – № 6. – С. 17-21.
4. Булычев В.В., Латыпов Р.А. Формирование очагов схватывания однородных металлов при электроконтактной приварке // Сварочное производство. – 2012. – № 5. – С. 30-35.
5. Векман А.В. Атомная структура и энергия общих границ зерен наклона типа [100] в кубических решетках: дис... канд. физ. мат. наук. – Барнаул, 2000. – 182 с.
6. Векман А.В. Энергия границ зерен наклона в металлах и сплавах с ГЦК решеткой // Известия Томского политехнического университета. – 2008. – Т. 313, № 3. – С. 96-100.
7. Гельман А.С. Основы сварки давлением. – М.: Машиностроение, 1970. – 312 с.
8. Глейтер Г., Чалмерс Б. Большеугловые границы зерен / пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 376 с.
9. Грабский М.В. Структура границ зерен в металлах / пер. с польск. – М.: Металлургия, 1972. – 160 с.
10. Демьянов Б.Ф. Атомная структура границ зерен наклона в металлах и упорядоченных сплавах на основе кубической решетки: автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. – Барнаул, 2001. – 39 с.
11. Демьянов Б.Ф., Векман А.В., Драгунов А.С. Атомная структура и свойства границ зерен в металлах // Наука − Алтайскому краю: сб. науч. статей. – Барнаул: Алтайский дом печати, 2010. – Вып. 4. – С. 208-215.
12. Драгунов А.С. Влияние атомной структуры на механизмы самодиффузии по границам зерен наклона в алюминии: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. – Барнаул, 2012. – 24 с.
13. Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. – М.: Машиностроение, 1986. – 280 с.
14. Карькина Л.Е., Яковенкова Л.И. Моделирование атомной структуры дефектов в кристаллах. – Екатеринбург: УрО РАН, 2011. – 463 с.
15. Каур И., Густ В. Диффузия по границам зерен и фаз / пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1991. – 448 с.
16. Келли А., Гровс Г. Кристаллография и дефекты в кристаллах / пер. с англ. – М.: Мир, 1974. – 504 с.
17. Кожанов А.В., Векман А.В., Демьянов Б.Ф. Моделирование границ зерен общего типа в золоте // Актуальные проблемы физики твердого тела: материалы междунар. науч. конф. – Минск. – 2005. – Т. 2. – С. 199-201.
18. Конюшков Г.В., Мусин Р.А. Специальные методы сварки давлением. – Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2009. – 632 с.
19. Красулин Ю.Л., Назаров Г.В. Микросварка давлением. – М.: Металлургия, 1976. – 160 с.
20. Кустов С.Л. Структурно-энергетические характеристики специальных зерен наклона в металлах и упорядоченных сплавах на основе ГЦК-решетки: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. – Барнаул, 1999. – 21 с.
21. Лутфуллин Р.Я. Сверхпластичность и твердофазное соединение наноструктурированных материалов. Ч. I. Влияние размера зерна на твердофазную свариваемость сверхпластичных сплавов // Письма о материалах. – 2011. – Т.1. – С. 59-64.
22. Люшинский А.В. Диффузионная сварка разнородных материалов. – М.: Издат. центр “Академия”, 2006. – 208 с.
23. Мазур А.И., Алехин А.И., Шоршоров М.Х. Процессы сварки и пайки в производстве полупроводниковых приборов. – М.: Радио и связь, 1981. – 224 с.
24. Мак Лин Д. Границы зерен в металлах / пер. с англ. – М.: Изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1960. – 323 с.
25. Место границ наклона в полном энергетическом спектре границ зерен в поликристалле / Б.Б. Страумал, П.В. Проценко, А.Б. Страумал и др. // Письма в ЖЭТФ. – 2012. – Т. 96, вып.9. – С. 651-656.
26. Миссол В. Поверхностная энергия раздела фаз в металлах / пер. с польск. – М.: Металлургия, 1978. – 176 с.
27. Моделирование зерен нанометрового размера в металлической матрице / А.В. Векман, Н.В. Адарич, А.С. Драгунов и др. // Вестник Югорского государственного университета. – 2011. – Вып. 2 (21). – С. 3–7.
28. Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. – М.: Металлургия, 1980. – 156 с.
29. Ракитин Р.Ю. Исследование механизмов диффузии по границам зерен наклона в ГЦК металлах: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. – Барнаул, 2006. – 22 с.
30. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций / пер. с англ. – М.: Атомиздат, 1972. – 600 с.
31. Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 304 с.
32. Энергетический спектр границ зерен наклона в алюминии / А.В. Векман, А.С. Драгунов, Н.В. Адарич и др. // Ползуновский альманах. – 2008. – № 3. – С. 49-52.