Триботехническое материаловедение и триботехнология - Денисова В. А.
Типичная обобщенная зависимость
прочностных показателей от концентрации структурных дефектов показана на
рисунок 6.12. Она имеет вид кривой с минимальным значением в области, где, к
сожалению, располагается большинство конструкционных материалов (стали, чугуны,
бронзы, алюминиевые сплавы и т.д.)
Известно, что прочность
материалов определяется химическим составом и реальной атомной структурой. Под
реальной атомной структурой понимается наличие определенной кристаллической
решетки (или ее отсутствие) и весь спектр ее несовершенств. Добиваться высоких
прочностных показателей можно двумя прямо противоположными способами: снижая концентрацию дефектов структуры
(в пределе
приближаясь к идеальному
монокристаллическому состоянию) или, наоборот, увеличивая ее вплоть до создания
мелкодисперсного нанокристаллического или аморфного состояния (см. рисунок
6.12). Оба пути сейчас широко используются в современном физическом
материаловедении и производстве.
Рисунок 6.12 - Схематическая зависимость прочности материалов от
концентрации атомарных дефектов
Из этого следует, что для улучшения
физико-механических характеристик можно или резко уменьшать число атомарных
дефектов в решетке, приближаясь к идеальному кристаллу (монокристаллы, усы,
нанотрубки), или, напротив, увеличивать их число, стремясь к
нанокристаллическому или аморфному состоянию материала.
Обычно повышение предела
текучести и прочности приводит к охрупчиванию материала, т.е. снижению К^ Поэтому основная задача создания нового материала -
обеспечение одновременно высоких прочности и трещиностойкости.
Нанокристаллические материалы как раз и могут обеспечить оптимальное сочетание
этих свойств. Причем положительный эффект достигается не за счет дорогостоящих
легирующих компонентов, а только вследствие изменения структуры. Это приводит к
улучшению одновременно многих технико-экономических показателей изделия.
Действительно, рост допускаемых при эксплуатации напряжений Са при предельной
нагрузке Ртах
184 
