Механизмы деформации и дислокации металлов
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
к границе зерна и там они задерживаются, скапливаются и образуют плоское скопление дислокаций. В соседнем зерне так же разблокируется источник и начинается деформация всего тела.
Начинают движение полосы Чернова - Люверса, соответствует уравнение:
,где k - const;
d - средний размер зерна;
Разрушение
Результат пластической деформации имеет разрушение
Вида разрушения:
1.вязкое;
2.хрупкое;
Вязкое разрушение происходит после пластической деформации:
Образуется шейка - ножевидный излом
Хрупкое разрушение происходит за счёт распространение трещины по обазцу
, где E -модуль упругости;
- поверхностная энергия на ед. площади;
С - диаметр трещины;
Лекция 8
Горячая деформация. Механизмы горячей деформации
Повышение температуры приводит к росту амплитуды колебаний атомов, к диффузии; так же появляются вакансии.
Поэтому это приводит к включению механизма переползания дислокации.
Переползание - движение дислокаций, то есть дислокация получила дополнительную степень свободы. Это даёт возможность движение дислокаций по дополнительным плоскостям скольжения (дислокации начинают обходить препятствия). Это связано с повышением температуры. Это механизм разупрочнения.
Так же активизируется механизм ползучести движение дислокации вместе с облаками Котрелла (примесными атомами). Мы получаем диффузию: диффундируют примесные атомы.
Дефекты упаковки
При деформации с повышением температуры проявляется 2 механизма:
1.возврат;
2.рекристаллизация;
По мере роста температуры первая стадия процесса возврат: происходит изменение в деформационной структуре (внутри зерен), кроме границ зерен, но при этом уменьшается плотность дефектов (плоское скопление дислокаций)
При этом возникает микродеформация, происходит снятие остаточных напряжений.
Следующая стадия: рекристаллизация:
При рекристаллизации образуется новая структура (с изменением ориентации).
Несколько стадий рекристаллизации:
1.первичная рекристаллизация: самая низкотемпературная.
В деформационной структуре дефекты скапливаются на границах зерен (самая большая концентрация энергии) - там начинается первичная рекристаллизация. Эта энергия и способствует образованию новой структуры (недеформированной) и приводит к снижению упрочнения.
Упрочнение- повышение прочности, понижение пластичности. Следовательно, приводит к разрушению. Наиболее эффектное разупрочнение происходит в процессе разупрочнение.
На стадии первичной рекристаллизации в пределах старых зерен образуются новые, до полного поглощения старой структурой.
Затем могут начаться миграция границ зерен. При этом происходит поедание одних зерен другими. Но при этом средний размер зерна остается прежний, а затем увеличивается.
2.вторичная рекристаллизация
При вторичной рекристаллизации растут отдельные зерна (углубления зерна). С ростом температуры вступает в действие процесс переползания дислокации (взаимодействие дислокаций с вакансиями). Уменьшается число дефектов. Происходит разупрочнение, уменьшается вероятность разрушения.
С повышением температуры происходит горячая деформация. Два процесса: упрочнение и разупрочнение.
Изменение свойств металла при горячей деформации
Возврат. При возврате восстанавливаются физические и механические свойства до значений, которые имели место в недеформируемой структуре. Не восстанавливается предел текучести.
В процессе холодной деформации возникают остаточные внутренние напряжения. Различают три вида:
. объемные остаточные напряжения, которые уравновешиваются во всём объёме;
. локальные (наклеп поверхности). В локальной плоскости происходит упрочнение;
3.на уровне кристаллической решетки или зерна
При возврате снимаются остаточные напряжения первого рода , остаточные напряжения второго рода - более стойкие.
Законы рекристаллизации
-ый закон: Для рекристаллизации необходимо минимальная деформация.
Зарождение новых зерен. Появление на участках, где сконцентрировано большое количество упругой энергии (максимальная концентрация дислокации).
-ой закон: Чем меньше степень деформации, тем выше температура рекристаллизации.
-ий закон: С увеличением времени температура рекристаллизации уменьшается.
Инкубационный период имеет важное значение при рекристаллизации.
Большое влияние на инкубационный период оказывает:
температура (тем выше температура, тем быстрее проходит инкубационный период);
деформация, её величина;
влияние скорости деформации при горячей обработке.
-ый закон: размер зерна зависит от степени деформации и меньше, от температуры, а именно: чем выше степень деформации и ниже температура рекристаллизации, тем зерно меньше.
Размер зерна зависит от:
степень деформации;
температуры;
Наиболее благоприятна мелкозернистая структура.
Размер зерна зависит от:
скорость образования зародышей;
скорости их роста;
Число зародышей увеличивается с ростом деформации, а рост так же связан с повышением температуры.
-ый закон: чем больше исходной размер зерна, тем больше требуется степень деформации для рекристаллизации.
Связывает исходный размер зерна со степенью деформации. Так как зародыши образуются вблизи границ зерен, то требуется более высокая степень деформации.