ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контрольные вопросы и задания из "Теория сварочных процессов Издание 2 " Изобразите элементарную ячейку для плотноупакованной гексагональной, кубической гране- и объемноцентрированной кристаллографической решеток. [c.31] Опишите основные виды несовершенств в строении реальных металлов. [c.31] Механические свойства металла — прочность, пластичность, упругость, вязкость, твердость и другие — проявляются при его деформации или разрушении и существенно зависят от характера протекания этих процессов. [c.32] При кажущейся внешней простоте механизм деформации и разрушения металлов весьма своеобразен и сложен, а потому требует подробного рассмотрения. Под действием нагрузки в деталях создаются сложные поля деформации, которые, однако, всегда можно разложить на три основных типа сдвиг, растяжение и сжатие. Поэтому начинать изучение процессов деформации нужно с этих простейших типов, имея в виду, что выявленные закономерности в значительной степени можно распространить и на более сложные случаи. [c.32] Механизмы упругой и пластической деформаций существенно различаются между собой, вследствие чего рассмотрим их отдельно. [c.32] Упругая деформация. Если к упругому телу, имеющему кристаллическое строение, приложить внешнюю силу, то под действием ее огромное число атомов сместится из своих средних положений. Вследствие этого нарушится равенство сил притяжения и отталкивания между атомами и появятся элементарные силы, противодействующие смещению. Сумма таких сил в деформируемом теле будет обязательно равна по величине и противоположна по направлению приложенной нагрузке. Силы сопротивления деформации, просуммированные на единице площади, называются напряжением и обычно измеряются в кПсм или кПмм . [c.32] Сначала деформация растет пропорционально величине внешней нагрузки и после разгружения тела полностью исчезает. Такая деформация называется упругой. Дальнейший рост нагрузки может вызвать разрушение испытываемого металла, если он хрупкий. Если же металл пластичен, то при некотором значении нагрузки пропорциональность между деформацией и приложенной силой нарушается. После разгружения образца деформация исчезает не полностью. Наблюдается остаточная (пластическая) деформация. [c.33] Смешению атомов от их средних положений под воздействием внешней силы металлы сопротивляются по-разному. Поэтому при приложении одинаковой силы одни металлы дают большую, а другие меньшую упругую деформацию. [c.33] Сопротивление материалов упругому искажению формы под действием сил оценивается модулем упругости, величина которого для деформаций растяжения (Е) и сдвига (С) различна (табл. 5). [c.33] Зависимость силы сопротивления атома смещению из среднего положения от величины этого смещения нелинейна. В связи с этим закон Гука не может считаться строгим. Вместе с тем нужно иметь в виду, что величина смещения атомов при упругой деформации, даже по сравнению с расстояниями между ними, очень мала, так что отклонения от закона Гука в пределах упругой области деформации незначительны. [c.34] Пластическая деформация. Одним из типов нагрузки, вызывающих пластическую деформацию, т. е. остаточное смещение атомов относительно друг друга без разрушения связей между ними, является сдвиг. Последний вызывает скольжение, т. е. относительное смещение отдельных частей тела в плоскости их соприкосновения. Эта плоскость называется плоскостью скольжения. [c.34] Скольжение может происходить одновременно во многих параллельных плоскостях, вследствие чего на поверхностях образца появляется серия уступов, аналогичных показанному на рис. 11, г. На шлифованной зеркальной поверхности они проявляются в виде матовых линий, показывающих направление плоскостей скольжения (линии Людерса). [c.35] Силы сдвига, а следовательно и пластические деформации, появляются при всех видах нагружения, кроме всестороннего растяжения и сжатия. Например, при одноосном продольном растяжении стандартного цилиндрического образца силы сдвига, т. е. пластические деформации, могут возникать во всех плоскостях, кроме параллельных оси О—О (рис. 12) и перпендикулярных к ней. Это видно из следующих соображений. [c.35] В зависимости от угла наклона плоскости величина тангенциальных напряжений изменяется от О до Тщах- Максимальные значения тангенциальные напряжения получают при sin 2а = 1, что соответствует значению а = 45°. Следовательно, при растяжении изотропного образца вероятнее всего скольжение будет происходить по плоскостям, для которых а = 45°. Экспериментальная проверка показывает, что линии Людерса действительно проходят под уг лом 45°. [c.35] В плоскостях, перпендикулярных к оси и параллельных ей, тангенциальные напряжения равны нулю, так как при а= О и а = = 90° величина sin 2а = 0. [c.35] Реальные критические напряжения, вызывающие появление пластической деформации, на несколько порядков ниже теоретических. Такое несоответствие привело к мысли о том, что сдвиг атомов происходит не одновременно по всей плоскости скольжения, а последовательно распространяясь от места нарушения структуры в глубь металла. Этот процесс, как и многие другие, хорошо объясняется с точки зрения теории несовершенств металла, или теории дислокаций. [c.36] Рассмотрим подробнее наиболее важные виды дислокаций и их свойства. [c.36] Схема построения вектора Бюргерса для линейной дислокации. [c.36] Можно представить себе, что линейные дислокации возникают в результате введения в идеальную кристаллическую решетку добавочных атомных плоскостей P—Q и P —Q, перпендикулярных к плоскости чертежа (рис. 13, а). Если добавочная атомная плоскость экстраплоскость) введена над плоскостью скольжения А—С, то образующаяся в таком случае линейная дислокация считается положительной и обозначается . Введение экстраплоскости под плоскостью скольжения дает отрицательную линейную дислокацию, обозначаемую знаком т. [c.36] Строение винтовой дислокации можно представить следующей схемой. Если мысленно надрезать кристалл плоскостью Q и сдвинуть надрезанные концы на одно межатомное расстояние (рис. 13, б), то расположенные горизонтально атомные плоскости изогнутся и создадут винтовую поверхность вокруг линии О—О. Следуя в направлении стрелки отточки а по первой атомной плоскости, мы придем в точку с на второй атомной плоскости и так далее по винтовой линии до нижней поверхности кристалла. [c.37] Вернуться к основной статье