ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные положения теории пластических деформаций в реальных кристаллах из "Жесткость и прочность стальных деталей " Рассмотрим теперь теорию, описывающую и объясняющую явление скольжения пачек кристаллической решетки. Для сохранения регулярности строения решетки и объема материала в условиях равновесия межатомных сил, т. е. при соблюдении условия минимального уровня потенциальной энергии величина смещения пачек скольжения всегда должна быть кратной межатомному расстоянию. [c.60] Плоскость, в которой начинается скольжение, называется плоскостью скольжения. Существует много параллельных плоскостей скольжения, однако не во всех этих плоскостях реализуется скольжение при данном уровне напряжений. Плоскости, в которых раньше всего начинается скольжение, называются активными плоскостями скольжения. Эти плоскости отличаются не только ориентировкой по отношению к направлению действующих напряжений, но также и плотностью размещения и характером дефектов. [c.60] решетке плоскости скольжения совпадают с октаэдрическими плоскостями, а направления скольжения — с диагоналями граней куба. Следовательно, в этой кристаллической решетке имеются четыре октаэдрические плоскости, различным образом ориентированные по отношению к плоскостям, в которых действуют максимальные касательные напряжения, и в каждой из этих плоскостей имеется три различных диагонали, определяющих возможные направления скольжения. [c.60] Таким образом, в г. ц. к. решетке имеются в общей сложности 12 возможных направлений скольжения. Из этих направлений только некоторые одновре.менно бывают активными, причем не только Б соответствии с направлением действующих напряжений, но также и в зависимости от устойчивости дефектов. [c.60] Ниже будет показано, что плотность размещения плоскостей скольжения и величина смещения части кристаллической решетки при скольжении зависят от те.мпературы образна, скорости увеличения нагрузки и ряда других условий испытания. [c.61] ПОД угла.ми ф = 45 и 135°), но также и в плоскостях, составляющих с ними некоторый угол (рис. 51). Это указывает на необходимость статистической оценки распределения пластических деформаций и объясняет влияние вторичных составляющих напряжения на процесс деформации. [c.61] Примем, что в кристалле металла имеется только одна активная плоскость и что направление касательного напряжения в этой плоскости совпадает с кристаллографическим направлением, вдоль которого легче всего происходит скольжение. Примем также, что этот монокристаллический образец нагружен силами, вызывающими в нем одноосное растяжение. [c.61] Второй тип пластической деформации связан с образованием двойников. Изменение формы монокристалла в зоне двойннкова-ния показано на рис. 54. Двойники образуются при сравнительно резком с.мещенин кристаллической решетки в некоторой зоне с поворотом в новую плоскость. В деформированной таким образо.м зоне часть решетки имеет то же упорядоченное строение, что и исходная решетка, но повернута в положение сим.метрии относительно плоскости двойникования (рис. 55). Смещение атомов нрн скольжении пропорционально расстоянию от плоскости двойникования. [c.62] Двойникование вызывает сравнительно небольшую пластическую деформацию образца с локализированной перестройкой кристаллической решетки. [c.62] Образование двойников отчетливо видно на протравленной поверхности благодаря изменению ориентировки граней кристалла по отношению к окружающему материалу. Резкое изменение ориентировки кристаллической решетки при нагружении иногда сопровождается характерным звуком. Если монокристаллический образец, нагруженный растягивающей силой, закреплен таким образом, что концы его не могут поворачиваться, то, очевидно, при деформации должны появляться, по меньшей мере, две параллельные плоскости двойникования на иекоторо.м расстоянии одна от другой. Двойники, образующиеся в феррите при ударной нагрузке и пониженной температуре, показаны на рис. 56. [c.62] КИХ плоскостях возникает взаимное влияние плоскостей скольжения. [c.65] Вид диаграммы дефор.мирования определяется не только струк-турой решетки металла, но также и рядом внешних условий, в частности температурой испытаний, скоростью увелпче.ч.ия нагрузки и напряженным состоянием. [c.65] Перемещение этих частей происходит с сохранением их объема и с сохранение.м упорядоченной структуры в пределах каждой части. Однако исследования предельных состояний деформированных тел показывают, что хотя бы в некоторых точках металла могут иметь место большие искажения типа изгиба, вызывающие существенную неоднородность деформации, например, типа показанной на рис. 53. [c.65] Поверхность образца до нагружения никогда не бывает однородной и непрерывной в связи с условиями кристаллизации, а также из-за повреждений при механической обработке. В процессе деформации проявляется тенденция к развитию и увеличению всех дефектов кристаллической решетки. Исследования рентгеновским. методом показывают, что в ходе пластической деформации повышаются также остаточные напряжения. [c.65] По достижении определенной величины пластической деформации происходит разрушение металла путем отрыва в тех точках, где оказывается исчерпанной способность материала к пластической деформации. [c.65] В точках скопления дефектов кристаллической решетки материал подвергается действию местного объемного напряженного состояния с нормальными напряжениями, превышающими касательные напряжения. Прочность в этих условиях определяется кривой сопротивления отрыву (рис. 57). Точка пересечения истинной диаграммы деформирования с кривой сопротивления отрыву соответствует разрушению материала [30, 31]. Координаты этой точки определяют истинную пластическую деформацию и истинный предел прочности а . [c.65] Диаграмма деформнровар1ия зависит от температуры материала кривая сопротивления отрыву практически ее зависит от температуры в пределах температур, обычно встречаюищхся в технике. Чем выше температура при испытаниях, тем более пологой становится диаграмма деформирования, тем больше пластичность металла и тем ниже его прочность. [c.66] При низких температурах разрушение наступает после незначительной пластической деформации, и материал оказывается в хрупком состоянии. С понижением температуры прочность материала повышается. [c.66] С повышением скорости увеличения нагрузки наклон диаграммы деформирования увеличивается. В соответствии с этим в случае большой скорости увеличения нагрузки, например, при ударном нагрул енни, материал имеет тенденцию к хрупкому разрушению, как это видно из рис. 57. Если скорость изменения напряжения настолько высока, что пластические деформации скольжения не успевают развиваться в достаточной степени и распространиться с поверхности внутрь тела, то разрушение материала будет иметь более нлн менее хрупкий характер. [c.66] Вернуться к основной статье