Механизмы деформации и дислокации металлов
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
Введение
Компетенции - приобретение основных знаний и умений в определенной области.
Основные компетенции:
знать:
а) металлы - кристаллические и аморфные состояния;
б) кристаллическая структура не идеальна - дефекты структуры (дислокации); в) условия пластической деформации при низких температурах:
возможность появление дислокаций;
размножение дислокаций;
механизмы разрушения (плоское скопление дислокаций и образцы трещин);
Дислокации лежат в основе деформации. Чем больше деформация, тем сильнее деформация.
взаимодействие дислокаций с примесями (примеси увеличивают прочность);
деформационное упрочнение при холодной деформации (увеличение прочности; уменьшение пластичности, следовательно, увеличивается вероятность разрушение);
г) механизмы горячей деформации:
переползание дислокаций (при которой происходит возврат свойств и рекристаллизация);
законы рекристаллизации;
влияние скорости деформации;
умение: определение механических свойств металла:
твердость;
пластичность
прочность;
I- упругая деформация; II- пластическая деформация;
- напряжение;
.прочность:- предел текучести временной;
.- предел прочности (сопротивление);
.пластичность: - относительное удлинение;
;- относительное поперечное сужение;
дислокация деформация металл
Лекция 1
Курс изучает механизмы пластической деформации, изучает явления, сопровождающие пластическую деформацию.
Течение (металлов) - отличается тем, что металл является кристаллическими средами; отличаются движением дислокаций.
При этом доказывается природа деформации, тем, что характеристики значительно ниже, чем обусловленные в кристаллах.
Задача ТОМД:
1.расчет напряженно-деформируемого состояния ();
.Наложение ограничений связанных с разрушением, то есть при определении разрушений может происходить разрушение;
.Определение конкретных режимов деформации;
.определение силовых параметров (усилие деформации, крутящий момент, мощность деформации);
Процесс пластической деформации - сложный физико-химический процесс, поэтому ТОМД можно рассматривать как 2 основных раздела:
1.математическая теория (решение задач методом механики сплошной среды, кривых,величина напряжения деформации в объеме тела, условия течения металла). Тело считается непрерывным и изотропным, так как теория предусматривает условия перехода.
.изучение физики и физико-химического процесса, при которой учитывается связь пластической деформации с физико-химическими и фазовыми состояниями.
В данном курсе лекций изучаем теоретически и экспериментально механизмы пластической деформации и определяем влияние различных факторов:
температура;
деформация ;
скорость деформации;
виды напряженных состояний;
Основную роль в пластической деформации играют дефекты структуры, главными из которых являются дислокации. Деформация осуществляется за счет движения дислокаций.
Кристаллическая природа металла
Металлы - поликристаллические вещества, состоящие из отдельных зёрен (разные зёрна имеют разную ориентацию структуры).
Атомы размещаются в 3 структуры: ГЦК, ОЦК и ГПУ.
Приведем примеры некоторых металлов:
ГЦКОЦКГПУLiLiNaNaKMgCaCaTiTiZrZrVCrNdMoTaWMnMnFeFeFeCoCoNiCuAgZnAuCdPtDsRe
Силы связи в кристаллах
1.Ионная связь: характерна для групп элементов А и В в таблице Менделеева.
Они имеют электронную структуру, подобно структуре электронных газов, принимая по одному электрону на свои оболочки. Такие оболочки весьма не активные.
2.Ковалентная связь: стабильная структура электронной оболочки может происходить обобщением разных атомов. Cl = Cl. К числу таких кристаллов относится алмаз.(высокая температура плавления, прочность и твердость, но отсутствует проводимость.
3.металлическая связь: образуется за счёт притяжения между решётки положительно заряженных ионов и окружающих их газа свободных электронов. Обуславливает их высокую тепло и энерго проводимость.
Энергия связи в электронах описывается следующим выражением :
, где - атомный объем;
-потенциальная энергия свободных электронов;
- кинетическая энергия свободных электронов;
- кинетическая энергия электронов, занимающих более низкие орбиты .
Полная энергия;
Лекция 2
Типичные структуры металла
ОЦК и ГЦК: ; а=в=с=а; ГПУ: а = вс; ; ;
Есть технологии при которых размер зерна приближается к наноструктуре. Для определения кристаллографических плоскостей и направлений принята система индексации.
Плоскости- 3 взаимо-простых числа в (…),обратно пропорциональны отрезкам, отсекаемых плоскостью на координатных осях.
(1; 0: 0) (1; 1; 0)
(1; 1; 1) (1; 1; 2)
Направление в качестве прямой, определяющей кристаллографическое направление выбирают прямую, проходящую через начало координат. Положение прямой определяется координатами атома, расположенными на этой прямой за единицу измерения принимаются параметры решётки(3 числа) и записываются в .
Расположение атомов на плоскостях и направлениях различно. Расстояния между атомами различно. Свойства вещества зависят от расстояний между атомами и их взаимным расположением. Поэтому для любого кристаллическ?/p>