ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформационное упрочнение из "Механические испытания и свойства металлов " Произведение osB os определяет фактор ориентации чем он меньще, тем ниже касательные напряжения в данной системе скольжения при заданном растягивающем усилии. [c.112] Рассмотрим деформационное упрочнение при растяжении на базе той картины пластической деформации, которая была дана в гл. П1. Хотя на практике мы обычно имеем дело с поликристаллическими металлами и сплавами, анализ целесообразно начать с более простых объектов — монокристаллов чистых металлов, где можно наиболее четко и полно выявить основные закономерности деформационного упрочнения. Ограничимся пока интервалом температур до начала интенсивного термического возврата. [c.112] При анализе деформационного упрочнения металлов участок Оа обычно не рассматривается и первой стадии деформационного упрочнения соответствует линейный участок ab, на котором коэффициент упрочнения относительно мал (dtldg порядка 10 G). Второй участок Ьс также лрямолянеен, но его наклон значительно больше— здесь коэффициент упрочнения dt/dg — порядка 10 G. Наконец, последний, третий участок k характеризуется параболическим законом изменения напряжения в зависимости от деформации — с увеличением деформации степень упрочнения уменьшается. [c.113] Пластическая деформация начинается в точке а. Касательное напряжение, которое вызывает начало пластической деформации в какой-либо системе скольжения монокристалла, называется критическим приведенным напряжением сдвига /кр (иногда его называют критическим скалывающим напряжением). Величина его в чистых отожженных монокристаллах имеет порядок Ю —10 G. Именно попытки объяснить столь малую величину кр привели в свое время к появлению теории дислокаций. В благоприятно ориентированном г. ц. к. монокристалле пластическая деформация вначале идет в основном скольжением дислокаций в одной системе. Участок ab соответствует этой стадии легкого скольжения. Дислокации здесь перемещаются относительно беспрепятственно, обеспечивая прогрессирующее удлинение без заметного роста действующих напряжений. [c.113] В монокристаллах чистых металлов дислокации тормозятся за счет силы трения решетки, упругого взаимодействия с другими дислокациями, образования ступенек (порогов) при пересечении дислокаций я точечных дефектов, образующихся при движении дислокаций с порогами. [c.114] Расчетные значения t п-н. однако, на несколько порядков меньше экспериментальных значений tкp. Поэтому сила Пайерлса — Набарро не должна вносить существенного вклада в деформационное упрочнение г. ц. к. металлов. Следует, однако, отметить несавершен-ство существующих расчетных методов оценки этой силы, так что ее истинное значение может оказаться более весомым. [c.114] Большинство теорий деформационного упрочнения, в частности г. ц. к. металлов, базируется на эффекте упругого взаимодействия между дислокациями. Эти теории, исходя из ряда упрощающих предпосылок, часто основанных на экспериментальных данных структурного анализа, позволяют получать уравнения связи напряжения с деформацией. Такие уравнения можно сопоставлять с экспериментальными кривыми, проверяя обоснованность используемых теорией положений. Рассмотрим в качестве примера выводы теории упрочнения за счет полей дальнодействующих упругих напряжений. [c.115] Показано, что для меди 300 А, а = 600 мкм. Тогда получается, что расчетаый коэффициент деформационного упрочнения на I стадии 0,75 кгс/мм очень близок к экспериментально наблюдаемому (0,70). [c.116] Если п=2 30, то расчетный коэффициент упрочнения для меди получается G/250, что близко к экспериментальным данным. [c.117] Некоторые теории объясняют деформационное упрочнение полями близкодействующих напряжений. Например, по Гилману, основной причиной деформационного упрочнения является образование дислокационных диполей при движении винтовых или смешанных дислокаций с порогами. После отрыва диполя от скользящей дислокации он остается в плоскости скольжения и препятствует перемещению других дислокаций, скользящих вслед за той, от которой он оторвался. Чем больше степень деформации, тем больше таких диполей и тем выше должно быть напряжение, необходимое для продолжения деформации. [c.117] Здесь а — коэффициент, равный 1 в случае образования межузельного атома п 0,2 — при образовании вакансии. [c.118] Анализ причин торможения дислокаций в чистых монокристаллах показывает, что каждая из них может вносить свой вклад в наблюдаемое деформационное упрочнение. Существующие теории деформационного упрочнения исходят обычн ) лишь из какой-либо одной причины торможения. Кроме того, эти теории используют допущения, заметно упрощающие реальную сложную картину пластической деформации. Именно сложность, многообразие процессов, сопровождающих деформационное упрочнение, до сих пор не позволили создать общей теории упрочнения даже для металлов с одной решеткой. [c.118] Рассмотренные в качестве примера теории разрабатывались применительно к г. ц. к. металлам. Несмотря на все свои недостатки и противоречия, они позволяют сделать ряд важных общих выводов. [c.118] На стадии легкого скольжения малый коэффициент деформационного упрочнения есть результат движения дислокаций преимущественно в одной системе. При малой плотности исходных дислокаций количество барьеров, величина полей упругих напряжений, число порогов на дислокациях и т. д. относительно малы и слабо увеличиваются по мере деформации. [c.119] На стадии множественного скольжения резко возрастает плотность дислокаций, иисло их пересечений и как результат — число барьеров, мощность скоплений и сплетений, число порогов, т. е. тех факторов, которые способствуют увеличению коэффициента деформационного упрочнения. [c.119] Большинство теорий деформационного упрочнения посвящены анализу именно И стадии, где картина пластической деформации особенно сложна. Здесь действуют все возможные механизмы торможения, но главным, по-видимому, все-таки является образование скоплений, сплетений и упругое взаимодействие дислокаций у барьеров (в частности, Ломера — Коттрелла), в результате чего запираются дислокационные источники, и продолжение деформации требует непрерывного прироста внешнего напряжения. [c.119] При напряжениях, достаточных для начала массового поперечного скольжения дислокаций, начинается П1 стадия, где природа деформационного упрочнения сейчас более понятна, чем на двух предыдущих. К моменту начала ИГ стадии скольжение во всех системах затормаживается различными барьерами. Как было показано Б гл. П1, дальнейшая деформация осуществляется за счет обхода барьеров винтовыми дислокациями путем поперечного скольжения (при низких температурах). После начала этого процесса коэффициент упрочнения уменьшается — происходит так называемый динамический возврат. Ему способствуют также многочисленные процессы аннигиляции дислокаций из-за возрастания вероятности встреч разноименных дислокаций в одной плоскости. [c.119] Приведенный анализ деформационного упрочнения благоприятно ориентированного г. ц. к. монокристалла и изложенные в гл. III сведения о пластической деформации моно- и поликристаллов с разными решетками и ориентировкой позволят нам теперь без труда разобраться в любых кривых упрочнения. [c.120] В произвольно ориентированном кристалле от начала пластической деформации и вплоть до разрущения уровень напряжений течения выще. Приведенное критическое напряжение сдвига кр возрастает при неблагоприят-нюй ориентировке за счет фактора ориентации в соответствии с формулой (43). При дальнейшей деформации на I стадии почти не меняется по сравнению с коэффициентом упрочнения благоприятно ориентированного кристалла и поэтому здесь разница в напряжениях течения сохраняется на уровне различия в кр. На стадии множественного скольжения из-за увеличения коэффициента деформационного упрочнения при произвольной ориентировке разница в напряжениях течения увеличивается, а на П1 стадии уже практически не меняется. [c.121] Вернуться к основной статье