ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Строение металлических кристаллов из "Жесткость и прочность стальных деталей " Основным элементом идеального монокристалла металла является воображаемый геометрический элемент, при лшогократном повторении которого в смеш,енном положении получается идеальная кристаллическая решетка металла. [c.39] например, геометрическая форма кристаллов, располо-же1П1е характеристических плоскостей спайности и данные исследований рентгеновекил методом показывают, что феррит (а-железо) кристаллизуется в кубической системе (рис. 32, а, б), т. е. наименьшим элементом кристаллической решетки является куб. [c.39] В отличие от этого у-железо (аустенит) образует кристаллическую решетку из элементарных кубов с центрированными гранями (см. рис. 32, а, б). Соответственно решетка называется гра-нецентрированной кубической (г. ц. к.). В нормальном состоянии радиус иона железа в кристаллической решетке может быть принят равным 1,3-10 см. Постоянная кристаллической решетки а, представляющая собой длину ребра элементарного куба, равна 2,8-10 см для а-железа (феррит) и 3,5-10 слг —для у-железа (аустенит). Эти значения, равные расстояниям между рядами атомов в идеальной кристаллической решетке железа, определены по уравнению Вульфа-Брегга из данных о дифракции рентгеновских лучей. [c.40] В качестве примера на рис. 32, в показаны индексы осей в кубической решетке. Знаки координат различаются путем простановки горизонтальной черточки над обозначением отрицательной координаты. [c.41] Среди бесконечного множества плоскостей, проходящих через данный атом, выделяют плоскости, проходящие через центры других атомов. Эти плоскости, называемые кристаллографическими, обозначаются так называемыми индексами Миллера. Кристаллографическая плоскость определяется координатами точек пересечения ее с осями, а индексы Миллера представляют собой обратные величины этих координат. Отсюда следует, что в кубической решетке индексы Миллера для любой кристаллографической плоскости равны кристаллографическим индексам перпендикуляра к этой плоскости. [c.41] Как видно из рис. 32, г, координаты точек пересечения граней элементарного куба с координатными осями равны 1, сю, оо оо, 1, оо сх), оо, 1 и кристаллографические индексы суть (100), (010), (001). Противоположные грани обозначаются соответственно индексами (100), (010), (001). Показанная на рис. 32, г плоскость (111) представляет собой одну из октаэдрических плоскостей с плотным расположением атомов. [c.41] Исходное расположение атомов в данной кристаллической решетке определяется условиями равновесия межатомных сил притяжения и отталкивания. Для упрощенного анализа примем, что потенциальная энергия взаимодействия атомов состоит из двух составляющих энергии сил отталкивания, увеличивающихся при уменьшении расстояния между центрами ионов при сжатии кристаллической решетки, и энергии сил притяжения, увеличивающихся до некоторого максимального значения при увеличении расстояния между центрами ионов и затем уменьшающихся до нуля при дальнейшем увеличении расстояния между центрами ионов до бесконечности. Изменение потенциала в зависимости от межатомного расстояния определяется как изменение суммы потенциалов сил притяжения и сил отталкивания. [c.41] Модуль упругости зависит от плотности расположения атомов в рассматриваемом кристаллографическом направлении, причем более лотному расиоложепию атомов соответствует более высокий модуль упругости. Величина сил притяжения ато.мов изменяется д,1Я элементов периодической системы по периодическому закону аналогичным образом изменяется и модуль упругости. Можно показать также, что модуль упругости повышается при повышении температуры плавления материала. [c.43] Рассмотренный случай характеризует идеальную систему, прочность которой определяется только сопротивлением отрыву. При нагружении такой системы расположение атомов в кристаллической решетке сохраняется, и только расстояние между атомами увеличивается в направлении действия растягивающих сил (по-разному в отдельных кристаллографических направлениях), причем объем элементарной ячейки решетки увеличивается. Если максимальное значение межатомных сил не достигается, то после устранения внеин ей нагрузки первоначальное расстояние между атомалп1 и первоначальный объем элементарной ячейки кристаллической решетки восстанавливаются. [c.43] В каждой перемещаемой плоскости атомов происходит периодическое изменение потенциальной энергии, и для одновременного преодоления барьера потенциальной энергии во всей кристаллографической плоскости, в которой осуществляется рассматриваемый процесс смещения, необходима работа внешних сил. Чем больше расстояние между смежными атомами в рассматриваемой активной плоскости, тем больше расстояние, на которое смещаются части кристаллической решетки, и тем больше должна быть работа внешних сил при рассматриваемой деформации. [c.44] Ввиду этого процесс смещения прежде всего должен происходить в кристаллографических плоскостях с наиболее плотным расположением атомов. Как было указано выше, к такой группе плоскостей в о. ц. к. решетке феррита относятся плоскости с индексом (ПО). [c.44] В идеальных кристаллах описанное скольжение частей кристаллической решетки вызывало бы появление пластических деформаций только при очень высоких напряжениях (см. рис. 59) и, следовательно, нелинейный участок диаграммы деформации начинался бы только после очень больших упругих деформаций. [c.45] Вернуться к основной статье