Система скольжения

Задача № 165 (№ 35. А. А. Яблонский. Курс теоретической механики, ч. 2, Высшая школа , 1962). Доска весом Gj лежит на двух одинаковых цилиндрических катках весом G каждый, находящихся на горизонтальной плоскости. К доске приложена постоянная горизонтальная сила Р. При движении системы скольжение между катками и доской отсутствует. Определить ускорение доски, пренебрегая сопротивлением качению. [c.384]

В гексагональных кристаллах (рис. 4.14,а) плоскостями скольжения являются плоскости базиса 0001 , а направлениями легкого скольжения — направление <1120>, т. е. имеет место одна плоскость скольжения (0001) и три направления скольжения типа [1120] — всего три основные системы скольжения. [c.131]

Так как в процессе деформации слои, по которым идет сколь-л<ение, меняют ориентацию, плоскость скольжения поворачивается из своего положения, отвечающего максимуму критического скалывающего напряжения, то при дальнейшей деформации постепенно вступают в действие другие, более благоприятные уже в этой ситуации системы скольжения. [c.132]

В теории скольжения эта сложная картина не воспроизводится, трудности обходятся введением некоторых упрощающих предположений. Зафиксируем по произволу два взаимно перпендикулярных направления п и р, определяющих предположительную систему скольжения. Если число зерен в объеме тела велико, то всегда найдется некоторое число зерен, для которых нормаль к плоскости возможного скольжения — по предположению единственная — будет находиться внутри конуса с осью п и телесным углом при вершине dQ (рис. 16.9.2). Материал предполагается Рис. 16.9.2 статистически изотропным, поэтому число таких зерен пропорционально dQ и не зависит от п. Будем называть их зернами с плоскостью скольжения п. Если число зерен с плоскостью скольжения п достаточно велико, то среди них существуют такие, для которых направление скольжения лежит внутри угла с биссектрисой р. Будем называть такие зерна зернами с системой скольжения nfi. Для статистически изотропного материала относительный объем зерен с системой скольжения Р пропорционален d 2 d . В системе скольжения действует касательное напряжение т р, соответствующие зерна претерпевают деформацию чистого сдвига 7пр =(Тпз) Здесь была сделана гипотеза о том, что напряженное состояние однородно и не меняется от зерна к зерну. Вторая гипотеза состоит в том, что деформация зерен с системой скольжения nfi вызывает такую же общую деформацию тела, пропорциональную относительному объему соответствующих зерен, а именно [c.560]

Согласно теории скольжения начало пластической деформации связано с достижением предела текучести в какой-то из систем скольжения. Но если Ттах = Тт, то всегда найдутся такие зерна, для которых это напряжение будет касательным напряжением в системе скольжения. Поэтому начальная поверхность соответствует условию максимального касательного напряжения Треска — Сен-Венана. Для последующих поверхностей точка нагружения будет конической точкой. [c.561]

СИСТЕМЫ СКОЛЬЖЕНИЯ. Металлы с г. ц. к. решеткой деформируются по плотноупакованным октаэдрическим плоскостям 111 в плотноупакованных направлениях <110>-. Для каждой из четырех различно ориентированных плоскостей 111 (см. стандартный тетраэдр Томпсона, рис. 38,6) имеется три направления <110> с вектором Бюргерса полной дислокации 0,5 а [ПО]. Общее число возможных систем скольжения, которое может принимать участие в скольжении, равно 4-3=12. Случаи, когда плоскостью скольжения является плоскость, отличная от октаэдрической, редки и более вероятны при повышенных температурах. Так, в алюминии скольжение наблюдается по трем плоскостям 100), в каждой из которых два направления <110> являются направлениями скольжения, т. е. прибавляется еще 3-2=6 систем скольжения. При повышенных температурах этой системе скольжения в алюминии принадлежит около 40% линий скольжения. [c.106]

Системы скольжения для некоторых металлов и сплавов [c.107]

Металл или Преобладающие системы скольжения (плоскость и направление) при 5= И си 2 га >, С X ь - , А О X - J я а о [c.107]

Рис. 56. Типичные системы скольжения а—в) для о. ц. к. кубической структуры

В металлах с г. п. у. решеткой наблюдается большое многообразие систем скольжения (см. табл. 6), зависящее от соотношения с/а. Наименьший вектор Бюргерса а/3-<11 0>- лежит в базисной плотноупакованной плоскости 0001 . В этом случае для одной плоскости и трех направлений имеются три системы скольжения. Наличие растянутых дислокаций в плоскости (0001), наблюдаемых в Со, Zn, d, Mg, свидетельствует о низкой энергии дефекта упаковки в этой плоскости. Отношение /fl = 1,633 в г. п. у. решетках соответствует идеальной структуре из плотноупакованных сфер. Для d и Zn оно >1,633 (см. табл. 5), поэтому скольжение идет в базисной плоскости. Несмотря на то что для Mg и Со отношение с/а <1,633 (1,62), скольжение в плоскости (0001) все же происходит благодаря низкой энергии дефекта упаковки. Для Ti и Zr с/а еще меньше расстояние между плоскостями 1010 в них меньше, чем между базисными. Согласно формуле Пайерлса скольжение в этих металлах по плоскостям 1010 , которые называются призматическими, все же протекает. [c.109]

Каждый из элементарных треугольников на стереографической проекции-определяет область, в которой действует какая-либо определенная система скольжения (см. рис. 63,6). Имеются четыре полюса <111> (обозначаются буквами А, В, С, D), которые соответствуют выходам нормалей к октаэдрическим плоскостям скольжения, и шесть направлений скольжения — от / до V/. Если, взять обычный стандартный треугольник WAI, то видно, что в пределах его границ действует система BIV это означает, что при деформации растяжения, когда ось растяжения лежит в данном треугольнике, плоскостью скольжения является плоскость В, т. е. (111), а направлением скольжения — направление IV, т. е. [101]. [c.116]

На рис. 64 указаны знаки поворотов для области ориентировок внутри стандартного стереографического треугольника. Однако поворот приводит в конце концов ось растяжения на границу WiA между двумя стереографическими треугольниками, в одном из них действует совершенно иная система скольжения I (см. рис. 63,6). Обычно в этой точке деформация протекает но двум системам скольжения, т. е. осуществляется двойное, или сопряженное скольжение. [c.118]

Выше рассматривалось поведение кристалла, ось растяжения которого находилась внутри стереографического треугольника. Кристаллы с осями, лежащими на границах треугольника, составляют особую группу, поскольку критические напряжения сдвига у них одинаковы более чем для одной системы скольжения поэтому пластическая деформация начинается не по одной плоскости скольжения. [c.119]

Способность кубических кристаллов деформироваться одновременно по нескольким системам скольжения является причиной более высоких скоростей деформационного упрочнения, экспериментально установленных для этих металлов по сравнению с металлами гексагональной кристаллической структуры. [c.119]

Рис. 65. Действующие системы скольжения для случаев особых ориентировок кристалла по отношению к действующему напряжению

Кроме факторов, влияющих на пластичность металла благодаря диффузии при повышенной температуре, сама температура также существенно влияет на сдвиговые процессы. Так, с повышением температуры увеличивается число систем скольжения, облегчается поперечное скольжение. В г. п. у. решетке, например, скольжение начинает интенсивно развиваться по пирамидальным плоскостям, а эти системы скольжения весьма удобны для множественного и сложного скольжения без существенного наклепа. [c.153]

СТАДИЯ I УПРОЧНЕНИЯ- Здесь действует одна система скольжения, наблюдается незначительное упрочнение и поэтому эта стадия носит название стадии легкого скольжения. [c.183]

Протяженность стадии / упрочнения определяется возможной степенью поворота оси кристалла во время растяжения. Конец стадии / не отвечает совпадению оси растяжения с симметричной границей [001]—[111] на стереографическом треугольнике, поскольку практически еще до достижения этой точки вступают в действие другие системы скольжения, что существенно изменяет скорость упрочнения. [c.184]

I даже при малой концентрации примесей. Вызвано это тем, что включения других фаз вызывают локализованное скольжение по другим, отличным от первичной системам скольжения, устраняя стадию упрочнения I. [c.185]

V7/=40%. Величина 0/ не изменяется. Увеличение Y// связано с длиной пробега дислокаций при скольжении. В кристаллах малых диаметров дислокации не задерживаются в объеме, а достигая поверхности выходят из кристалла, образуя ступеньки. Увеличение размеров кристалла способствует задержке дислокаций в его объеме. Форма кристалла также влияет на процесс деформации. Например, в алюминиевых монокристаллах прямоугольного сечения первой действуюш,ей системой скольжения не обязательно является система с наименьшими приведенными напряжениями сдвига. [c.186]

Микроструктура на стадии I. Дислокации первичной системы скольжения изредка взаимодействуют с полями напряжений дислокационных сеток, существующих в [c.187]

Дислокационная картина, типичная для стадии /, сохраняется на ранней части стадии // наблюдается грубая субструктура дислокаций, по-видимому, связанная с полосами деформаций, но с более сложными скоплениями дислокаций. Начинается формирование дислокационной ячеистой структуры (рис. 113), при этом имеются области, свободные от дислокаций, окруженные дислокационными сгущениями. Диполи и краевые дислокации первичной системы скольжения являются характерными структурными образованиями, особенно в начале стадии II. [c.191]

ПОЛИКРИСТАЛЛЫ МЕТАЛЛОВ С Г. Ц. К. РЕШЕТКОЙ. Начальное упрочнение поликристаллов с г. ц. к. решеткой идет главным образом благодаря множественному скольжению, поскольку барьерный эффект не может внести существенного вклада в упрочнение в чистом металле со многими благоприятными системами скольжения. [c.231]

Для металлов с о. ц. к. решеткой благодаря высокой энергии дефектов упаковки характерной особенностью является сравнительная легкость поперечного скольжения. Макроскопическая плоскость скольжения будет близкой к поверхности, образованной участками плоскостей зоны <111>, по которым критическое приведенное напряжение сдвига максимально. Поэтому неясно, какую кривую для о. д. к. монокристаллов различной ориентации необходимо использовать для расчета как исходную. По аналогии с г. ц. к. кристаллами можно рекомендовать к использованию в расчетах такие ориентации о. ц. к. монокристаллов, в которых наблюдается множественное скольжение. В частности, для монокристалла с ориентировкой <100> с четырьмя системами скольжения расчетная и экспериментальная кривые а — S находятся в приемлемом соответствии, [c.237]

Направлением сдвига является одно из направлений скольжения, входящих в свойственные данному типу кристаллической решетки системы скольжения. [c.277]

При традиционном описании процесса пластической деформации исходят из того, что существующие в кристаллах системы скольжения позволяют обеспечить его формирование без разрушения сплошности. В.Е. Паниным и др. [11] было доказано, что пластическое течение происходит одновременно на нескольких уровнях, причем трансляция на одном уровне обязательно сопровождается поворотом на более высоком уровне, и наоборот. Принципиально важным в этом подходе является то, что любое нарушение структуры кристалла при подводе к нему внешней энергии рассматривается с позиции самоорганизации локальных структур, обусловленной энтропийными эффектами. Вторичные структуры, формирующиеся в деформируемом кристалле при достижении необходимого уровня возбуждения, представляют совокупность локальных структур - от дефектов типа точечных или линейных до аморфного состояния, возникающего при высокой плотности дефектов. Таким образом, при анализе пластической деформации кристаллов необходимо учитывать кооперативное взаимодействие трансляции, ответственной за изменение формы (дисторсии), и ротации, ответственной за изменение объема (дилатации). При этом важную роль в распространении скольжения играют границы зерен. Эволюция скольжения включает образование полос скольжения на начальных этапах пластической деформации, которые потом трансформируются в полосы микроскопического сдвига, что приводит к возникновению зоны локализованной макропластической деформации, проходящей через весь объем. Переход от одного масштабного уровня (микрополосы) к другому (макротюлосы) являет собой неустойчивость пластической деформации, предопределяющую шейко-образование. Он характеризуется тем, что шменяются элементарные носители деформации - дислокации сменяются дисклинациями. Дисклинации являются более энергоемкими дефектами, чем дислокации, что позволяет системе про- [c.241]

Установлено, что нормальные напряжения почти не оказывают влияния на пластическое течение кристаллов. Таким образом, пластическая деформация происходит под действием касательных напряжений. При этом, как показано экспериментально, напря-н< ение, соответствующее пределу текучести, сильно меняется в зависимости от ориентации кристалла, однако если согласно (4.38) это напряжение преобразовать в приведенное напряжение, то результирующее напряжение сдвига является константой данного материала (типичные значения этого напряжения обычно находятся в пределах (/ " - —Ю- ) G. Другими словами, пластическая деформация начинается в том случае, когда скалывающее напряжение -X превышает некоторое критическое значение, характерное для данного материала и данной системы скольжения. Этот закон постоянства критического скалывающего напряжения впервые на основании экспериментальных данных был сформулирован Е. Шмидом и В. Боасом. В соответствии с этим законом, если образец находится под действием постепенно возрастающей нагрузки, то скольжение мало до тех пор, пока скалывающие напряжения не превзойдут определенного предельного значения, которое, например, при комнатной температуре для Си (плоскости скольжения 111 , направления скольжения <1Ю>) равно 0,49-10 Па, а для А1 (системы скольжения 111 , <1Ю>) и Zn (системы скольжения 0001 , <1120>)—соответственно 0,78-10 и 0,18-10 Па. [c.132]

Первое и, как кажется, самое естественное предположение состоит в том, что критерием достижения пластического состояния служит величина наибольшего касательного напряжения. В одной из первых лекций было отмечено, что пластическая деформация представляет собой сдвиг атомных плоскостей в кристаллографической плоскости скольжения в определенном направлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения была названа системой скольжения. Пластическая деформация монокристалла происходит тогда, когда касательное напряжение в одной из возможных систем скольжения достигает критического значения. Предположение о том, что для по-ликристаллического материала переход в пластическое состояние определяется наибольшим касательным напряжением правдоподобно, но вовсе не обязательно. Критерий наибольшего касательного напряжения был предложен французским инженером Треска на основе произведенных им опытов. Этот критерий лег в основу первых по времени и не потерявших значение до сих пор работ Сен-Венана (1871— 1872 гг.). Наибольшее касательное напряжение, как было показано ранее, равно полуразности между наибольшим и наименьшим главными [c.54]

В частности, для металлов модель простой кубической решетки, положенная здесь в основу рассмотрения, мало реальна. Наибольший интерес представляют дислокации, расположенные в кристаллографических плоскостях скольжения с вектором Бюргерса, направленным в сторону возможного скольжения. Для гранецентрированной кубической решетки, например, таких систем скольжения (плоскость и направление в этой плоскости) всего двенадцать. Геометрическая теория поведения дислокаций в пересекающихся системах скольжения представляет собою раздел физики твердого тела, она излагается в многочисленных руководствах и здесь затронута не будет (см. например Ван Бюрен). [c.456]

Рассмотренные до сих нор теории пластичности основывались на гипотезах формального характера реальная структура поли-кристаллического материала и хорошо известная картина пластического деформирования кристаллических зерен при этом совершенно не принимались во внимание. Такой подход имеет свои преимуп] ества и недостатки. С одной стороны, обилие законы пластичности, сформулированные для нроизвольного тела безотносительно к его физической природе, позволяют охватить единообразным способом широкий круг явлений — пластичность металлов, предельное равновесие грунтов, хрупкое разрушение горных пород и бетона и так далее. Такая общность чрезвычайно подкупает действительно, экспериментатор с удивлением обнаруживает, что макроскопическое поведение тел самой разнообразной физической природы оказывается поразительным образом сходным. Оказывается, что это поведение егце более поразительным образом может быть приблизительно хорошо описано при помощи уравнений, полученных из некоторых априорных гипотез достаточно формального характера. Но при более детальном изучении опытных данных оказывается, что при внешнем глобальном сходстве обнаруживаются и различия в поведении разных материалов. Эти различия связаны с тем, что микромеханизмы не только неунругой, но даже упругой деформации не одинаковы. Поэтому естественно стремление к тому, чтобы положить в основу теории пластичности некоторые физические представления о протекании пластической деформации. Нужно признать, что мы еш е далеки от возможности построения макроскопической теории, основанной на анализе и описании процессов, происходящих на микроуровне. Теория скольжения Батдорфа и Будянского, которая будет схематически изложена ниже, отнюдь не может быть названа физической теорией. Однако положенные в ее основу гипотезы в определенной мере отражают процессы, происходящие внутри отдельных кристаллических зерен, хотя и не воспроизводят их точным и полным образом. Пластическая деформация единичного кристалла происходит за счет сдвига в определенной кристаллографической плоскости в определенном нанравлении. Совокупность плоскости скольжения и направления скольжения в этой плоскости называется системой скольжения. Система скольжения задается парой ортогональных еди- [c.558]

Простейшая схема, принятая Батдорфом и Будянским, состоит в том, что для каждого зерна предполагается существование одной только системы скольжения. В более поздней работе тех же авторов было сделано предположение о существовании нескольких систем скольжения, что до чрезвычайности усложнило анализ и привело в общем к тем же качественным выводам. Если даже принять схему первой работы Батдорфа и Будянского, т. е. допустить существование одной-единственной системы скольжения, то действительная картина будет достаточно сложной. Для того чтобы пластическая деформация поликристаллического объекта могла произойти на самом деле, необходимо, чтобы соседние зерна не препятствовали этому. Макроскопический эффект пластической деформации тела в целом будет обнаружен, когда в теле появятся цепочки пластически деформированных зерен. На ранних ступенях пластической деформации большие бло- [c.559]

Качественная картина, представленная на рис. 16.9.3, весьма похожа на ту, которая была найдена нами для модели, рассмотренной в 16.5. Расположение областей на рис. 16.9.3 и 16.6.1 совершенно одинаково, правда рис. 16,6.1 относится к плоскости деформаций, а рис. 16.9.3 — к плоскости напряжений. Такое сходство качественных результатов не должно вызывать удивления. Теория Батдорфа — Будянского, так же как и наша модель, представляет тело в виде собрания упругопластических элементов в теории скольжения таким элементом служит зерно, наделенное одной-единст-вепной системой скольжения. При активной пластической деформации касательное напряжение и сдвиг в зерне связаны однозначной функциональной зависимостью и соотношения деформационной теории оказываются справедливыми до тех пор, пока во всех элементах продолжается активная деформация. При этом с увеличением напряжения пластическая деформация распространяется на новые элементы, но разгрузка нигде не происходит. Такое положение соответствует догрузке внутрь угла II. При догрузке в области III и IV часть элементов может догружаться, в пластическую деформацию могут втягиваться новые элементы, но некоторые из пластически деформированных зерен разгружаются, возвращаясь в упругое состояние. Этим определяется сложность анализа для указанных областей. [c.562]

Рис. 58, Система скольжения <1123>, 1122J в гексагональной плотноупакованной решетке

Как показано на рис. 63,6 и 64, система (111) [011] является сопряженной системой скольжения, а (111) [101] — первичной системой. Двойное скольжение служит причиной дальнейшего движения оси образца вдоль границы [001] — [ГП] треугольника по направлению к полюсу [II2], который расположен посередине направлениями скольжения [Г01] и [011] и лежит на большом круге, соединяющем эти полюса. Ось растяжения сохраняет эту ориентировку до образования на образце локализованной шейки и последующего разрушения. Таким образом, в результате двойного скольжения вследствие прекращения поворота оси кристалла относительно направления скольжения кубические кристаллы подвергаются значительно меньшему растяжению, чем гек- [c.118]

Наиболее крутые по наклону кривые упрочнения получаются на кристаллах с ориентировками [001] и [ГП], где действуют соответственно четыре и три системы скольжения (см. рис. 65). В случае наиболее твердой ориентировки стадия / упрочнения отсутствует и деформация сразу начинается со стадии II. Кристаллы с мягкой ориентировкой способны давать на стадии I деформации сдвига порядка 15—50%. Коэффициент 6, увеличивается по мере уменьшения протяженности стадии / и составляет примерно G10- —GIO- . Максимальные значения 0/ получаются для ориентировок вблизи направлений [111] и [001], а минимальные вблизи [011] (рис. 107). [c.184]

На стадии II дислокации вторичной системы скольжения (рис. 114) вступают в реакцию с первичными, образуя дислокации Ломер—Коттрелла, т. е. дислокации, вектор Бюргерса которых не лежит ни в одной из воз- [c.191]

Если предположить, что системой скольжения будет совокупность плоскостей 110 и направлений <П1> , то при растяжении кристалла с ориентировкой, находящейся внутри стереографического треугольника, допустим DI см. рис. 63,6 первичная система (011) [111] , ось растяжения плоскости разворачивается к направлению скольжения [111] до тех пор, пока не достигает границы [001]—[101], после чего, кроме перви чной системы, действует сопряженная система БП — (011) [111] (см. рис. 63,6), и ось растяжения движется вдоль W2 к [101]. [c.199]

Скорость упрочнения (параметр 0ц) на стадии II упрочнения мала по сравнению с величиной 0и г. ц. к. монокристаллов, для которых 011 не является температурночувствительной характеристикой. В о. ц. к. монокристаллах, наоборот, 011 зависит от температуры и уменьшается с повышением температуры. Примеси внедрения оказывают существенное влияние на вид кривой т—у. Например, для а-железа величина 0ц чувствительна к ориентации кристалла, равна по величине значению 0ц для г. ц. к. монокристаллов (рис. 122,6). Наступление стадии II в ниобии точно отвечает появлению двойного скольжения, и протяженность стадии I увеличивается с удалением от симметричной границы кристаллографического треугольника [001]—[101]. У железа, например, можно обнаружить три стадии только у кристаллов мягкой ориентировки. Параболическая кривая т—у получается при скольжении по двум системам скольжения (рис. 122, б). [c.200]

Третья группа содержит ориентировки, близкие к симметричной границе <000Т>—< 1010>, при которых две базисные системы скольжения почти равноценны, поэтому развивается двойное скольжения (рис. 123,5). [c.203]

Для выяснения вопроса о том, какой термически активируемый процесс контролирует ts, используют зависимость т(Г). При Т>То процессы пересечения практически не дают вклада в величину х и оно определяется лишь значением xg. При ТсТо величина ts с понижением температуры возрастает. Продолжая кривую т(Т ) в область низких температур, получим разложение тг=о = =То на Tos и Tog. Зависимость х Т) аналогична зависимости для г. ц. к. металлов. Согласно Зегеру в алюминии из-за большой величины отношения Ед.у10Ь важны лишь процессы пересечения краевых дислокаций первичной системы скольжения с винтовыми дислокациями леса. [c.207]

Теория Зегера предполагает, что на стадиях I или А упрочнение происходит благодаря дальнодействующему взаимодействию далеко отстающих одна от другой дислокационных петель в первичной системе скольжения. По достижении напряжения т N источников дислокаций в единице объема испускает п дислокационных петель. Каждая петля согласно экспериментальным данным перемещается на большее расстояние L. Петли расположены в соседних плоскостях скольжения на расстояниях 5<Ь. [c.212]

Материаловедение Учебник для высших технических учебных заведений (1990) -- [ c.70 ]

Механика сплошных сред (2000) -- [ c.163 ]

Материаловедение 1980 (1980) -- [ c.80 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.145 ]

Сопротивление материалов (1962) -- [ c.139 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...