Научно-технический журнал Сварочное производство 2015, №3
, к. т.н. ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, Москва
Формирование субструктуры и кристаллографии сварных соединений монокристаллов вольфрама
В данной статье приводятся экспериментальные данные о структуре, кристаллографии и свойствах сварных соединений, выполненных электронно-лучевой сваркой со скоростью от 5 до 95 м/ч, монокристаллических вольфрамовых пластин с ориентацией {100}<(100) и {100}(110). Полученные результаты показали, что с помощью сварки возможно получение сварного соединения, у которого плотность дислокаций в металле шва и углы разориентации по субграницам не превышают допустимых для монокристаллов значений. Установлена зависимость механических свойств металла сварных соединений от параметров режима сварки и формирующейся субструктуры и кристаллографии сварного соединения.
Современные теоретические и экспериментальные исследования физических и технологических свойств вольфрама и его сплавов в моно и поликристаллическом состояниях имеют большие перспективы при создании из них изделий и конструкций, обладающих комплексом специальных, порой уникальных, эксплуатационных характеристик. Однако, несмотря на большие успехи современной металлургии в области выращивания монокристаллов, получать из них изделия сложной формы и геометрии без использования сварочной технологии практически невозможно. В настоящее время методы выращивания монокристаллов тугоплавких металлов, в том числе вольфрама, позволяют получать их в виде слитков круглого сечения диаметром до 50 мм и длиной не более 500 мм. Создание из таких полуфабрикатов изделий сложной геометрии и формы возможно путем сварки отдельных элементов в виде пластин, полос, полуцилиндров и других деталей небольших размеров, получаемых с помощью электроискровой резки предварительно кристаллографически ориентированных слитков. Одновременно с этим существует возможность решения не только чисто конструктивных задач, но и использования в максимальной степени основного свойства монокристалла - анизотропии его физических и механических свойств.
Отличительной особенностью вольфрама как в поли, так и в монокристаллическом состоянии является его повышенная хрупкость. С позиций металлофизики склонность вольфрама к хрупкому разрушению связана с высоким сопротивлением матрицы движению дислокаций. При испытаниях на растяжение и изгиб вольфрам упруго деформируется практически до начала разрушения. Это сопровождается повышением предела текучести почти до уровня предела прочности. Такое поведение вольфрама связано с типом и величиной межатомных связей (силами Пайерлса-Набарро), которые обуславливают сопротивление движению дислокаций в матрице. Термическая активация, например, при сварке или высокотемпературном отжиге, приводит к снижению сил Пайерса-Набарро вследствие уменьшения энергии потенциального барьера тепловым колебаниям атомов, в результате чего возможно создание в вольфраме оптимальной дислокационной структуры и обеспечение определенного запаса пластичности при воздействии внешних растягивающих или изгибающих сил как при комнатной, так и при пониженной температурах.
Помимо высокого уровня межатомных связей на сопротивление вольфрама пластической деформации скольжением большое влияние оказывают примеси внедрения (прежде всего углерода, кислорода и азота), растворимость которых не превышает тысячных и даже десятитысячных долей процента. Наличие ковалентной составляющей межатомной связи в ОЦК металлах определяет повышенную чувствительность этих металлов к тетрагональным искажениям решетки, вносимыми примесями внедрения, что сказывается на особенностях расщепления дислокаций при пластической деформации.
С помощью электронно-лучевой сварки существует возможность получения сварного соединения, кристаллографическая ориентация поверхности которого соответствует исходной ориентации свариваемых пластин. Угол отклонения кристаллографической плоскости {100} от исходной ориентации при сварке со скоростью 95 м/ч не превышает 3 град.
Список рекомендуемой литературы:
, Металлические монокристаллы. M.: ЭЛИЗ, 2002. 312 с. , Монокристаллы тугоплавких и редких металлов и сплавов. М.: Наука, 1972. 259 с. . Формирование структуры металла шва при электронно-лучевой сварке монокристаллов вольфрама // Издательский дом МЭИ, «Вестник МЭИ», 2013. №4. с. 19-24. , Структурно-механические свойства сварных соединений монокристаллов вольфрама, выполненных электронно-лучевой сваркой // Издательский дом МЭИ, «Вестник МЭИ», 2013. № 5. с. 16-22. , , Металловедение вольфрама. М.: Металлургия, 1978. 224 с.Научно-теоретический журнал Педагогика 2014, №7
д. п.н., профессор Московского института открытого образования
Дидактика в системе научного знания
В статье с позиций современной философии науки, логики, методологии педагогики дается системная характеристика теоретических и методологических оснований развития дидактики; определяется место дидактики в сложившейся классификации наук; классифицируются дидактические теории; формулируются миссия, задачи и направления развития современной дидактики.
Дидактика, испытывающая на себе влияние многих наук, традиционно является объектом научных междисциплинарных дискуссий, однако в классификациях научного знания ни педагогика, ни дидактика не нашли отражения. В свете взглядов и , обучение как целостность рассматривается на социальном, педагогическом и дидактическом уровнях, для каждого из них характерны определенные признаки - инвариантные и вариативные. На социальном уровне обучение предстает как объект изучения в его социальной природе, имманентные свойства которого - единство преподавания и учения, детерминированное содержанием образования; единство и взаимосвязь содержательного, процессуального и деятельностного. Устойчивость и динамичность обучения обусловлены инвариантными закономерностями, фиксирующими объективные связи между преподаванием, учением и содержанием образования.
На дидактическом уровне, специфика которого в определенной степени связана с учебным предметом (уровень представления содержания образования) и индивидуальностью учителя, дидактическая теория и принципы обучения как ее ядро выступают для учителя в их нормативной функции, как руководство к действию, в итоге - к осуществлению процесса обучения в единстве социального, педагогического и дидактического. Закономерности вариативного характера, выражающие специфику взаимосвязи преподавания и учения, явственно обнаруживаются на дидактическом уровне, т. е. реализации обучения.
В последние 25 лет все инновации в образовании были сделаны в области обучения и дидактики, сохранившей свои методологические функции в отношении методик преподавания и практики обучения: описательную, объяснительную, предсказательную, интегративную (примером могут служить новые технологии обучения, появившиеся в образовании в это время), интерпретационную, синтезирующую, практическую. В эти годы к дидактике резко усилился интерес учителей и управленцев: она доказала свою научную и технологическую продуктивность. И наконец, именно дидактика когда-то положила начало педагогике как системному знанию. Миссия дидактики охватывает теоретический, нормативный и индивидуальный аспекты: научное обоснование и разработка теоретического и технологического инструментария (содержания, форм, методов, дидактических средств), адекватных современным образовательным потребностям на социальном, педагогическом, дидактическом, технологическом и личностном уровнях обучения в целях образования, воспитания и развития субъектов обучения. Задачи науки определяются ее объектом и предметом, местом в системе наук, и в конечном счете направлены на разработку теорий и инструментария, в том числе диагностического, позволяющих своевременно удовлетворять свои собственные потребности как развивающегося знания и потребности практики, разрешая сложившиеся противоречия.
Изложенное не означает, что в дидактике нет проблем или белых пятен, но научный корпус дидактики соотносим с ценностями, составом, структурой и функциями современного научного знания, имея в то же время свою неповторимую и уникальную специфику, обусловленную ее объектом, не имеющим аналога в многоликой действительности.
Список рекомендуемой литературы:
- Теоретические основы процесса обучения в советской школе / Под ред. , . М., 1989. Общие основы педагогики. М., 2003. Современная философия науки. М., 2005. Философия науки: Учеб. пособие. М., 2011. О перспективах развития методологии науки: моделирование, объективация, общая структура метода // Вопросы философии. 2012. № 1.
Зав. каф. ТМ
