ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм действия первичных дефектов на прочность кристаллов из "Основы практической прочности кристаллов " Нам казалось, что в силу рассмотренных выше трудностей мы должны здесь ожидать своеобразия мы полагали, что рост и действие первичных дефектов если и возможны, то только через пластическую деформацию. Для выяснения этого вопроса было предпринято изучение механизма действия первичных дефектов. [c.42] Мы полагали, что развитие первичных дефектов в трещину разрыва происходит каким-то образом благодаря пластической деформации, в случае каменной соли — за счет сдвигов. Можно было высказать следующие предположения о механизме этого действия 1) сдвиги выходят на поверхностный дефект, облегчая его раскрытие 2) первичный дефект облегчает появление сдвига, который впоследствии приводит к развитию первичного дефекта. [c.42] С целью выяснения механизма роста трещины разрыва в кристаллах были поставлены специальные опыты, заключающиеся в следующем место разрыва локализовалось и в процессе растяжения производилось его наблюдение. [c.42] поставленные для выяснения этого частного вопроса, в дальнейшем приобрели самостоятельное значение, так как дали нам в руки способ к пониманию и управлению фундаментальным явлением кристаллофизики — явлением пластичности. [c.42] Оказалось, что появлению трещины по кубу, по которой в дальнейшем и происходит разрыв образца и которая появляется из царапины, предшествует образование сдвигов. [c.44] Результаты опыта сводятся к следующему. [c.44] Царапина является источником сдвига. На рис. 4 приведен кристалл в поляризованном свете, на растворенную поверхность которого до растяжения наносилась царапина по направ.лению [100] нормально к плоскости чертежа Картину, наблюдаемую на рис. 4, в, мы будем называть условно сформированные искусственные сдвиги . Яркие лучи представляют собой сдвиги, получившие свое начало от царапины. На рис. 4, в имеются также многочисленные следы сдвигов, не связанные с царапиной. [c.44] В дальнейшем, для определенности, мы будем называть сдвиги, вызванные царапиной, искусственными, остальные — естественными. Если царапину провести иначе, а именно — вдоль оси растяжения, наклонно, или создать точечные нарушения действием сосредоточенных нагрузок и т. п., то во всех таких случаях опыт неизменно показывает, что царапина и точечные нарушения являются источниками сдвигов (рис. 5—11) трещины, ориентированные по направлению куба, в своей вершине также давали начало сдвигам. Наименьшие царапины, с которыми мы делали опыты, были получены на склерометре Мартенса при нагрузке в 1—0,5 Г. Глубина царапины в этом случае была 7— 5 мк. Она была еле заметна на поверхности кристалла прп непосредственном наблюдении. Такие царапины также давали начало сдвигам. Однако они не являются еще предельно малыми, эффект могут давать, по-видимому, и значительно меньшие. [c.44] Трещина, как правило, начинается с угла. Пз наблюдения зоны трещины в поляризованном свете видно, что скорость появления сдвигов меньше скорости роста трещин. [c.47] Описанные здесь опыты, поставленные для выяснения взаимодействия первичных дефектов с процессами пластичности, как видно, привели к открытию нового явления, которое было названо явлением искусственного сдвигообразования. Как следует из результатов опытов, тончайшие нарушения поверхности кристалла оказались местами генерации сдвигов, условно названными зародышами сдвигов . Тем самым эти опыты приобрели самостоятельное значение, так как дали нам в руки новый метод, позволяющий понимать и управлять фундаментальным явлением кристаллофизики — явлением пластичности. Поэтому ниже приводятся некоторые закономерности явления искусственного сдвигообразования. [c.48] Если на кристалл каменной соли нанести по направлению [100] царапину и рассматривать такой кристалл без нагрузки в поляризованном свете, в направлении, совпадающем с направлением царапины, то в случае, когда оси николей совпадают с осями кристалла, наблюдается картина, изображенная на рис. 4, а (царапина получена при нагрузке на резец Рцар = 50 Г.). Она показывает, что царапина вызывает не только поверхностные, но и объемные изменения, идущие на значительную глубину в кристалл. [c.48] Известно, что внутренние напряжения устраняются в результате от кпга. Таким образом, если сдвиги создаются при нанесении на кристалл царапины, то, подвергнув его до растяжения длительному отжигу, способному убрать искажения, мы на кристалле будем иметь лишь один поверхностный изъян от царапины, которая после отжига сохраняется, хотя и меняется из-за возгонки. [c.48] Растягивая подобный кристалл, мы можем выявить роль чисто поверхностного изъяна. [c.49] Отжиг в течение б час при 650° С показал, что эффект действия царапины сохраняется. Он продолжает оставаться и прп отжиге в течение полутора суток при 650° С. Однако отжиг в течение трех суток прп 650° С показал, что эффект действия царапины исчезает. При этом необходимо отметить, что хотя в первом и втором с.т1учаях эффект действия царапины и сохраняется, но картина, даваемая царапиной, в значительной степени менялась по сравнению с такой, которая получается от неотожженной царапины (ср., например, рис. 10 с рис. 4). Картина, даваемая отожженной царапиной, приближается к картине, даваемой неотожженной царапиной, созданной резцом при малой нагрузке (Р ар = 5 Г, рис. 5). [c.49] Если проводить наблюдения на кристаллах с отожженными царапинами, то очень трудно заметить, что царапины дают начало сдвигам, в то время как на неотожженных эффект настолько резок, что в происхождении сдвига от царапины не может быть никакого сомнения. [c.49] Оказалось, что для усиления резкости эффекта достаточно растворить поверхность кристаллов с отожженными царапинами, оставив не растворенными одни царапины. Тогда также становится совершенно очевидным, что сдвиг порождается царапиной. Можно думать, что это связано с тем, что в результате отжига поверхность кристалла значительно портится, как показывают визуальные наблюдения, и ее отдельные точки порождают сдвиги, дающие большой фон, на котором исчезают интересующие нас сдвиги. Растворение уничтожает порчу поверхности, порожденную отжигом, н тем самым уничтожает мешающий фон. [c.49] Была изучена зависимость напряжения Р, при котором появляются сформированные искусственные сдвиги , от величины нагрузки на резец, производящий царапину. [c.49] Было обнаружено, что различие в Р для нагрузок на резец 1 п 50 Г (Р соответственно равно 100 и 120 Ппль ) превышает ошибки в определении напряжений. Однако, учитывая, что здесь имеет место большая неточность в определении момента фиксации сформированных искусственных сдвигов , из-за того, что он и в данном случае по виду мало отличается от фона, можно сказать, что Р практически одно и то же для царапин в 1 и 50 Г. Таким образом, не форма макроцарапины определяет Р, а какие-то дефекты, создаваемые всегда при пластической резке кристалла резцом. [c.49] Что касается вида получаемой поляризационно-оптической картины сдвигов (как правило, при больших нагрузках на резец возникают четыре луча, при малых — три), то в настоящее время нельзя сказать вполне определенно о причинах, ее создающих. Несомненно, что она связана с характером первичной пластической деформации решетки под резцом. Сдвиги, вероятно, возникают из мест максимальной деформации. [c.49] Вернуться к основной статье