Металдардың серпімді және пластикалық деформациясы

3.2 Металдардың серпімді және пластикалық деформациясы

Серпімді деформация деп сыртқы күш әсері тоқтағанда дененің пішініне, құрылымына және қасиеттеріне әсері жойылатын деформацияны айтады.

Пластикалық деформация. Жанама еногнулік белгілі шамадан артқаннан кейін деформация қайтарымсыз болады. Жүктемені алғанда деформацияның тек серпімді бөлігі ғана жойылады. Пластикалық деп аталатын бөлігі қалады.

Пластикалық деформация кезінде металдың құрылымы өзгереді, сәйкесінша қасиеттері де.

Пластикалық деформация сырғанау және двойникование арқылы жүреді.

Кубтық құрылымды металға жанама кернеуліктің әсерінен болатын сертпімді және пластикалық деформация сұлбасы 27-ші суретте келтірілген.

Кристалдық торда сырғанау атомдардың орналауының тығызырақ бағыттары мен жазықтықтары арқылы жүреді, оларды жылжыту кедергісінің шамасы азырақ.

Металды сырғанау жазықтықтары мен бағыттары неғұрлым көп болса, металдық пластикалығы соғұрлым жоғары. Б.Ц.К. және К.Ц.К. пластикалығы жоғары, ал Г.Т.Қ. торлары бпр металдардың пластикалығы төменірек.

Бірақ сырғанау процесін кристалдың бір бөлігі екіншісіне қарағанда бірден жылжиды деп қарауға болмайды, мұндай жылжыту нағызында пластикалық деформация жүретін кернеуліктен жүздеген , тіпті мыңдаған есе артық кернеулікті қажет етер еді.

Сырғанау кристалда дислокациялардың жылжуы арқылы жүреді (28-ші сурет). Сырғанау жазықтығының бойымен бойымен сма кернеулік әсер еткендедислокацияосының маңында атомдар оңнан солға қарайатомаралық қашықтықтан кем қашықтыққа жылдиды (1→2; 3→4; 5→6; 7→8; 9→10; 11→12; 13→14; 15→16; 17→18).

Дислокацияның мұндай жылжуы үшін аздаған кернеулік қажет τ_p = Gexp (-2πw /b), мұнда τ_p – сырғытудың нақты кедергісі; G – сырғыту модулі; w – дислокация ені; b – Бюргерс векторы.

Бірақ w = a/b, мұнда а – сырғанау жазықтықтарының арасындағы қашықтық. Бұл жағдайда τ_p-ның мәні (10^-4- 10^-5) G, ал атомдарды синхронды жылжытсақ 0,15G кернеулік қажет болар еді (теориялық беріктік).

Дислокация кристалл арқылы сырғанау жазықтығы ММ бойында жылжып өткенде кристалдың бір бөлігі екіншісіне қарағанда бір атомаралық қашықтыққа жылжиды (28,а сурет), осы кезде кристалдың оң жағында үстінде басқыш пайда болады. Ескеретін жай, кристалдану кезінде түзілетін дислокациялардың жылжуы шектелген. Үлкен деформация тек осы дислокациялардың деформация барысында жылжу кезінде жаңа дислокациялар тудыруы арқылы ғана мүмкін.

Франк және Рид бойынша дислокациялардың түзілу механизмі келесідей: А және А₁ нүктелерінде бекітілген дислокация жанама кернеудің әсерінен 29-шы суретте көрсетілгендей жылжиды. Дислокация сызығы өсіп, дислокациялық тұзаққа айналады. Спиральдың шеткі бөліктері бір-бірімен жалғасы да, алғашқы жағдайдағыдай жаңа дислокация пайда болады. Кернеулік тоқтамағанда көптеген жаңа дислокациялар түзіледі.

Франк-Рид көзінің жұмысы басталу үшін келесідей кернеулік беру қажет: τ = Gb/L, мұнда L – дислокацияның бекітілу нүктелерінің А және А₁ арасындағы қашықтық; G – жылжыту кезінде серпімділік модулі; b – Бюргерс векторы.

Егер кернеуліктің әсері жалғаса берсе, бір көзден жүздеген дислокациялар түзілуі мүмкін, ал көздің жұмысы тек өсіп келе жатқан дислокация жолында кедергі кездескенде тоқталады – жаңа дислокациялар жүйесі, басқа фазалардың түйіршіктері, түйіршіктердің шекаралары т.б.

29-шы сурет. Франк-Рид көзінің жұмысының I-V тізбектелген сатыларының сұлбасы.

Алғашында монокристалдың пластикалық деформациясы дислокациялардың бір жазықтықтар жүйесінде жүруі арқылы өтеді – жеңіл жылжу сатысы. Бұл сатыда дислокация кедергісіз бірталай қашықтыққа жылжиды, кернеулік өспегенде (деформациялық беріктендірудің I-ші сатысы). Бірлік (жеңіл) сырғанау сатысынан кейін көптеген сырғанау сатысы басталады – дислокация екі және одан көп жүйелерде жылжиды. Бұл сатыда деформация бірталай болғандықтанм металдың құрылысы өте күрделілінеді, алғашқы жағдайға қарағанда дислокациялардың тығыздығы4-6 есе көбейеді, 10¹¹-

10¹² см^-2 жетеді.Дислокациялар арасындағы серпімді әрекеттесулердің әсерінен олардың жылжуына кедергі өседі, ал оларды жылжыту үшін сыртқы кернеулік күрт өсуі қажет (беріктендірудің I I-ші сатысы). Өсіп келе жатқан кернеуліктің әсерінен бұрандалы дислокацияның көлденең сырғанауы басталады, яғни бір сырғанау жазықтығынан екінші рұқсат етілген жазықтыққа өтіп. Бұл кернеуліктің жартылай релаксациясына, әртүрлі таңбалы жеке дислокациялардың жойылуына және дислокациялардың көлемдік ұяшықтарға топтасуына әкеледі. Деформацияның I I I-ші сатысы басталады, деформациялық беріктендіруді кемітуге әкелетін динамикалық қайту жүреді.

Деформацияланған металда жылжитын дислокация көптеген дислокацияланған атомдар мен вакансиялар тудырады.

Двойникование. Кейбір К12 және Г12 тығызқапталған торы бар металдарда пластикалық деформация сырғанаудан басқа қосарласу арқылы да жүруі мүмкін, онда кристалдың бір бөлігі оның екінші бөлігіне қосарласу жазықтығы арқылы симметриялық қайта орналасуы арқылы жүреді (27, д сурет). Қосарласу сырғанау сияқты дислокацияның кристалл арқылы өтуімен жүреді.

Пластикалық деформация кезінде поликристалды металдың құрылысының өзгеруі. Поликристалдың пластикалық деформациясы монкристалдағыдай сырғанау және қосарласу арқылы жүреді (30-шы сурет).

Деформация тестурасы. Деформация дәрежесі үлкен болғанда түйіршіктерде кристаллографиялық жазықтықтар мен кернеуліктердің бағытталуы жүреді.Сыртқы деформациялық күштердің әсерінен кристаллиттердің заңды орналасуын текстура (деформация тестурасы) деп атайды.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒