Механизмы деформации и дислокации металлов
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
обенно для пластической деформации:
Данная оценка деформации не очень показательна, необходимо рассматривать:
Рассмотрим кривые для малоуглеродистой стали:
(*)
Разрушение: образование шейки; вязкое или хрупкое разрушение (высоуглеродистые стали). Причина вязкого разрушения неоднородность образца (образование шейки)
Кривая (*) относится к поликристаллическому телу. Для исследования закономерности пластической деформации по монокристаллу не отражает закономерность разных кристаллов.
Пластическая деформация в монокристаллах
Движения дислокации в плоскости скольжения. Вектор Бюргерса параллелен направлению скольжения.
В результате деформации гладкая поверхность монокристалла становится ступенчатой; ступеньки это выход на поверхность определенного количества дислокаций.
При большой степени деформации образуются полосы (или пачки) скольжения, то есть выход дислокации на поверхность больше.
Кривыедля ГПУ структуры:
При этом скольжение происходит по базовым плоскостям скольжения(наиболее плотно упакованным)
1-упругая область деформации:
2-кривая пластической деформации:
критическое напряжение (переход пластической деформации в упругую);
модуль упругости;
При деформациях степень деформационного упрочнения возрастает, поэтому область 2- область легкого скольжения. Деформация не обратима.
Если повторить эксперимент нагрузки (разгрузки) с применением точных приборов, то заметим, что кривая нагрузки и разгрузки не совпадает:
Образуется петля Гистерезиса. Этот случай называют эффектом Баушингера. Объяснение критической величины привело к значению критической деформации.
Кривая для ГЦК структуры:
I - область легкого скольжения (по одной из параллельных плоскостей скольжения)
II - Возрастает степень деформации. Объясняется это появлением плоских скоплений дислокаций, затрудняющих движение.
III - зависит от температуры. При температуре К этот участок может отсутствовать.
Кривая для ОЦК структуры
Для большинства металла характерно наличие второй фазы, но очень чистый Nb имеет все три участка.
Влияние примесей
1-участок упругой деформации;
2-переход упругой деформации в пластическую в точке ;
-, горизонтальный участок до
Влияние температуры
мало зависит от температуры для чистых металлов. При появлении примесей:
1-чистый алюминий
2-3,43Zn
3-5.28Zn
Температура влияет на характер перехода:
С повышением температуры становиться короче область легкого скольжения (I участок) и меньше степень деформации при которой наступает III стадия.
Лекция 7
Механизмы деформационного упрочнения
Тейлор объяснил причины деформационного упрочнения. Это влияние полей напряжений вокруг дислокаций.
Тейлор считал, что на первом участке деформация происходит под влиянием полей напряжений дислокаций; препятствие для движения деформации нет. При этом считают, что в единице объема содержится N источников дислокации, при этом количество источников остается постоянным при легком скольжении, При этом число петлей от каждого источника есть n. Это подтверждается экспериментально.
Вторая стадия: возникают плоские скопления дислокаций, то есть препятствуют для движения. Это объясняется увеличением дислокаций.
Третья стадия: в результате второй фазы растет напряжение и в результате начинается новое движение дислокаций по плоскостям менее плотно упакованным.
При этом степень деформационного упрочнения уменьшается, так как эти плоскости ещё чистые и не забиты дислокациями. Для перехода к третей стадии необходимо высокое напряжение.
В зависимости от температуры, при повышении, переход ко второй и третей стадиям происходит быстрее.
Для металла и материала с примесями введен предел текучести.
Полосы Чернова - Людерса и предел текучести
Верхний и нижнего предела текучести имеет место для монокристаллов (ОЦК) и поликристаллов с примесями. При этом при напряжении, соответствующем деформация происходит путем распространения пластической волны- полосы Чернова - Людерса.
До тех пор пока полосы Чернова - Людерса не охватят весь образец, не будет деформационного упрочнения. Поперечная ширина уменьшается.
В образце под действием начинают образовываться полосы Чернова - Людерса, которые распространяются под действием .
Механизм процесса ( относится к материалу с примесями):
Примеси концентрируются в близи дислокаций, атмосферы Котрелла. Дислокации закреплены атомами примесей
Это обуславливается в процессе старения ( вид термообработки, нагрев ниже t превращения, но с большой выдержкой)
Поля напряжений с дислокациями взаимодействуют с полями напряжения примесных атомов, в результате общая напряженность уменьшается и уменьшается общая энергия системы. Так же появляется , при которой дислокации выходят из атмосфер Котрелла. И - результат отрыва дислокаций от облаков примесей.
Деформация происходит при постоянном напряжении
Механизмы деформации поликристаллов
Деформация в поликристаллах начинается при достижении в одном из зерен, Начинают работать источники, испуская дислокационные капли, которые движутся