ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Холодная пластическая деформация поликристалла из "Теория обработки металлов давлением Издание 3 " Общее остаточное формоизменение поликристаллического тела складывается из пластической деформации составляющих его зерен (изменения нх формы и размеров) и их относительного смещения. В соответствии с этим различают внутрикристаллит-пую и межкристаллптную деформации поликристалла. Деформация отдельных зерен поликристалла осуществляется скольжением или двойникованием, как и для монокристалла. Одпако наличие значительного количества зерен в поликристалле приводит к некоторым особенностям процесса его пластической деформации. [c.32] Увеличение деформации сверх значения, соответствующего пределу текучести, приводит в поликристалле к тому, что зерна получают вытянутую форму в направлении наиболее интенсивного течения металла. Определенная ориентировка вытянутых в результате пластической деформации зерен называется полосчатостью микроструктуры. [c.34] Соотношение между средними величинами наибольших и наименьших размеров зерен указывает на величину деформации зерен. [c.34] Одновременно с изменением формы зерен в процессе деформации происходит поворот кристаллографических осей отдельных зерен в пространстве. По мере протекания пластической деформации разница в направлениях кристаллографических осей отдельных зерен уменьшается, а плоскости скольжения стремятся совместиться с направлением наиболее интенсивного течения металла. Это приводит к тому, что при значительной деформации возникает преимущественная ориентировка кристаллографических осей зерен поликристалла, называемая текстурой деформации. Возникновение текстуры приводит к анизотропии свойств поликристалла. [c.34] Пластическая деформация металлов может сопровождаться направленной диффузией примесных атомов. Примесные атомы вызывают локальные изменения межатомных расстояний и, как было отмечено ранее, стремятся скапливаться вблизи дислокаций. Дислокации в своем движении способны увлекать за собой часть -примесных атомов. Кроме того, примесные атомы, не связанные с дислокациями, также способны смещаться под действием деформирующих сил, проходя по вакансиям и т. п. [c.34] Таким образом, создается направленное перемещение (диффузия) атомов примеси в деформируемых зернах в направлении градиента напряжений. Это явление, названное диффузионной пластической деформацией , исследовали Г. В. Курдюмов [79], С. Т. Конобеевский [36], И. А. Одинг [61] и др. [c.34] Явление диффузионной пластичности, так же как и скольжение, может приводить к остаточным изменениям размеров и формы зерен, которые возникают в результате смещения дислокации. [c.34] Механизм диффузионной пластичности наиболее сильно проявляется в периферийных слоях зерен и по границам блоков мозаики. Этот механизм сопутствует скольжению. Его роль увеличивается при деформации с нагревом. [c.34] Межкристаллитная деформация, как сказано ранее, выра-Л Гается в относительном смещении зерен одного относительно другого. При этом на соотношение между внутрикристаллитной и межкристаллитной деформациями поликристалла оказывает влияние различие свойств металла внутри зерен и по их границам. На границе зерен существует переходный слой, в котором закономерность расположения атомов резко нарушается. Отсутствие закономерного расположения атомов в пограничных слоях зерен является следствием взаимодействия атомов смежных зерен, неправильности их формы и взаимного надавливания зерен при кристаллизации из расплава. Кроме того, при затвердевании расплава по границам зерен скапливаются нерастворимые примеси. Таким образом, пограничные слои зерен отличаются от внутренних слоев физико-химическими свойствами. Отсутствие правильности строения металла в пограничных межзеренных слоях приводит к тому, что атомы в этих слоях не находятся в положениях, соответствующих минимуму потенциальной энергии. Отсюда следует, что их подвижность может быть больше, чем во внутренних слоях зерен, а их относительное перемещение (происходящее не по каким-либо определенным плоскостям) может требовать относительно меньших касательных напряжений. Однако возможность относительного смещения атомов в пограничных слоях не всегда больше, чем для внутренних слоев, в которых скольжение осуществляется перемещением дислокации. [c.35] Смещение атомов в пограничных слоях зерен затрудняется наличием нерастворимых примесей и неправильной формой поверхности зерен, приводящей к их зацеплениям и заклиниваниям в процессе деформации. [c.35] При межкристаллитной деформации возникают повреждения по границам зерен, ведущие при развитии межкристаллитной деформации к образованию микро-, а затем и макротрещин, что в конечном итоге может привести к разрушению поликристалла. [c.35] Значительная пластическая деформация может происходить в случае достаточно прочных границ зерен, когда межкристаллит-ные перемещения незначительны и играют второстепенную роль. [c.35] Однако межзеренные перемещения могут играть и значительную роль в формоизменении тела, если возникающие повреждения границ зерен залечиваются полностью или в значительной степени в процессе деформации. Это явление наблюдается преимущественно при высоких температурах и будет разъяснено далее (стр. 57). [c.35] Механизм возникновения остаточных напряжений второго рода приближенно можно представить таким образом величина упругой составляющей деформации в зернах с благоприятной ориентировкой плоскостей скольжения ( слабые зерна) меньше, чем в зернах с неблагоприятной ориентировкой плоскостей скольжения ( сильные зерна). При разгрузке упругое изменение размеров сильных зерен должно быть больше, чем упругое изменение размеров слабых зерен. Однако деформации зерен при разгрузке вследствие их взаимосвязи одинаковы. Равенство деформаций возможно, если слабые зерна после уменьшения действующих в них напряжений до нуля будут нагружены затем напряжениями обратного знака. Эти напряжения не позволят напряжениям, действующим в сильных зернах, упасть до нуля. Таким образом, при разгрузке поликристаллического тела часть зерен сохранит некоторую долю напряжений, возникших в них при нагружении, а другая часть зерен получит напряжения обратного знака по сравнению с напряжениями, существующими при нагружении. Отмеченное ранее неодновременное включение зерен поликристалла в пластическую деформацию и возникновение при разгрузке остаточных напряжений второго рода приводят к некоторым особенностям деформирования, рассматриваемым ниже. [c.36] Если за счет процессов упругого тюследействия упругие деформации зерен полностью снимутся, то петля гистерезиса будет замкнутой. [c.37] Вернуться к основной статье