ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм деформации и упрочнения металлов из "Металлы и расчет на прочность элементов паровых котлов " В решетке идеального кристалла атомы расположены правильными рядами (рис. 1-9). Приложение даже небольшого напряжения вызовет смещение одновременно всей верхней части кристалла относительно нижней. Такой сдвиг называется синхронным. Обозначим т — напряжение, сдвигающее верхнюю часть кристалла относительно нижней. При нарастании т атомы верхней части кристалла будут смещаться относительно нижней, испытывая сопротивление сил межатомного взаимодействия до тех пор, пока верхний ряд не сместится на половину параметра решетки. Далее верхняя часть кристалла самопроизвольно начнет перемещаться вправо в следующее возможное устойчивое положение равновесия каждый атом верхнего ряда будет стремиться занять место напротив атома нижнего ряда, но уже на один параметр решетки правее. [c.18] В реальном кристалле имеются дислокации. Сдвиг развивается не синхронно, а последовательно, путем перемещения дислокации (рис. 1-9, II). В верхней части кристалла, расположенной выше линии АА, имеется лишняя плоскость, заполненная атомами (линейная дислокация). Под действием приложенного напряжения т она перемещается, пока не выйдет на поверхность кристалла. Для перемещения дислокации требуется напряжение, на несколько порядков меньше, чем для синхронного сдвига. [c.20] Осаждением из паров недавно были получены без-дислокационные монокристаллы очень малых размеров— так называемые усы . Сопротивление сдвигу и прочность их были близки к теоретической величине. Это достижение — блестящее подтверждение теории дислокаций. К сожалению, пока еще мы не можем получать свободный от дислокаций металл в количествах, которые могли бы удовлетворить требованиям промышленности. [c.20] КИМ плоскостям скольжения. На поверхности микрошлифа они образуют ступеньки, называемые линиями сдвига. На рис. 1-11 линии сдвига хорошо видны в виде почти параллельных темных полосок. Границы между зернами — более толстые и резко выраженные линии, образующие замкнутые контуры. [c.22] Как известно, кристаллы металла анизотропны, т. е. многие их свойства зависят от направления по отношению к кристаллической решетке. Это следствие различной плотности упаковки атомов в различных кристаллографических плоскостях. [c.22] Сдвиг в кристаллической решетке происходит, как правило, по плоскостям с наиболее плотной упаковкой атомов. Поэтому линии сдвига практически параллельны. [c.23] Сопротивление сдвигу, временное соиротивлен ие и относительное удлинение в монокристалле зависят от направления. Однако металлические детали состоят из очень большого количества кристаллических зерен. В стальном прокате, например, в I см содержатся десятки тысяч зерен. Все они ориентированы в пространстве произвольно. Хотя в каждом кристаллите свойства зависят от кристаллографического направления, в металлическом изделии свойства в любом направлении практически одинаковы. Это объясняетйя тем, что в любом направлении оказывается приблизительно равное число зерен, ориентированных вдоль этого направления осями наибольшей и наименьшей прочности и наибольшей и наименьшей пластичности. [c.23] Однако если имеет место преимущественная ориентация кристаллов в изделии, то его свойства зависят от направления. Например, в прокатных изделиях листах, трубах и т. п. — наиболее высокие прочностные и пластические свойства получаются при испытании вдоль направления прокатки и наиболее низкие —в поперечном направлении. [c.23] Явление упрочнения металла под влиянием пластической деформации называется наклепом. [c.23] В результате пластической деформации плотность дислокаций в металле может возрасти в 10 —10 раз. Одновременно вследствие взаимодействия между дислокациями, а также между дислокациями и препятствиями сильно повышается число вакансий и смещений. Если в отожженном металле содержится порядка 10 вакансий в 1 см , то в наклепанном — до в 1 см . [c.23] В результате пластической деформации происходят изменения структуры металла, которые можно наблюдать под микроскопом. При больших степенях пластической деформации происходит дробление блоков, а затем и зерен. Зерна вытягиваются в направлении деформации и поворачиваются в этом направлении осями наибольшей прочности. [c.23] Если структура металла состоит из составляющих различной прочности, то пластическая деформация развивается сначала в менее прочной составляющей. [c.23] При очень больших степенях пластической деформации в металле образуются трещины. [c.24] Вернуться к основной статье