Плоскость скольжения (спайности)

В кристаллах имеются плоскости скольжения (спайности), по которым при механическом воздействии перемещаются атомы (ионы) кристаллической решетки. [c.15]

Фиг. 14. Главнейшие плоскости скольжения (спайности), мыслимые в простой кубической решетке.

Те плоскости, по которым легче всего раскалываются кристаллы, называются плоскостями спайности. При определенных условиях они могут быть и плоскостями скольжения. Как правило, плоскостями скольжения являются плоскости с наиболее плотным расположением атомов. [c.6]

При скорости растяжения е= 15%-мин- и начальной ориентировке плоскости скольжения (0001) относительно оси растяжения примерно 45° наблюдается следующая картина. При комнатной температуре покрытые ртутью образцы хрупко раскалываются по плоскости спайности (в цинке это также плоскость (0001)]. Повышение температуры до 160° С приводит к полному восстановлению механических свойств цинка монокристаллы растягиваются до конечной деформации 500—600% и разрываются с образованием характерной шейки. Вблизи температуры перехода Тс от хрупкого разрушения к пластичному происходит резкое увеличение конечных удлинений [5]. [c.237]

Если же разрушения не наступают и кристалл только деформируется, то это следствие сдвига частиц по плоскостям скольжения. Нетрудно представить, что наличие плоскостей спайности или скольжения — также неизбежное следствие правильности расположения частиц в кристалле. Например, в простой кубической решетке легко представить плоскости, образованные частицами, расположенными по углам куба, как показано на фиг. 14, а, б, в. [c.18]

Кроме указанных главнейших плоскостей в данной решетке, так же как и в решетках других видов, можно представить плоскости и в других направлениях, которые могут являться плоскостями спайности или скольжения. Наличие таких плоскостей скольжения определяет в некоторой мере механические свойства металла (см. 13). Здесь же только отметим существование этих плоскостей как характерную особенность кристаллического тела (наряду с анизотропностью). [c.19]

При известной температурной зависимости предела текучести и коэффициента упрочнения последнее соотношение позволяет, очевидно, вычислить предельную деформацию е акс и разрывное напряжение Рс для монокристаллов с произвольной начальной ориентировкой Хо, поскольку плоскость скольжения и плоскость спайности совпадают. Если же опасная трещина развивается под углом 6 к плоскости скольжения, простая зависимость от % заменяется более сложной функцией [c.212]

Другой особенностью кристаллического строения является наличие плоскостей скольжения, или плоскостей спайности в кристаллах. Это означает, что при механическом воздействии ка кристалл его деформация или разрушение происходят не хаотично, а только по строго определенным плоскостям, характерным для данного типа кристаллической решетки. Например, для простой кубической решетки плоскости скольжения указаны на рис. 3. [c.9]

Любое поликристаллическое тело в процессе кристаллизации может получить плоскости спайности граней монокристаллов по всем кристаллографическим осям. Если учесть анизотропию монокристаллов, то вероятность образования спайности по граням с одинаковыми анизотропными свойствами будет значительно меньшей, чем с разными. В таком случае при термическом расширении тела в плоскостях спайности могут возникать значительные напряжения вследствие разности коэффициентов расширения, а после достижения барьера активации в поликристаллах — вязкое скольжение граней. После возвращения тела к начальной температуре внутри его могут появиться новые фиксированные состояния, а значит, другая длина тела. Кроме того, как показали исследования ряда авторов, при наложении на тело внешних напряжений в нем происходит поворот зерен в такое положение, при котором ось наименьшего сопротивления в монокристаллах располагается по направлению действующего напряжения. В рассматриваемом нами случае это явление может иметь место. Возникающие в спайностях напряжения могут привести к переориентации зерен, и ось с меньшим сопротивлением (по модулю Юнга) соответствует большему коэффициенту расширения при нагревании (сжатия прц охлаждении). А это значит, что после прохождения цикла нагревание — охлаждение поликристалл будет иметь меньшую длину, т, е. произойдет упорядочение монокристаллов относительно друг друга. [c.211]

Рассмотрим для примера наружное круглое шлифование. Специфические особенности шлифования следующие отсутствует сплошная режущая кромка зерна абразива имеют неправильную геометрическую форму и расположены беспорядочно на рабочей поверхности шлифовального круга зерна абразива хрупкие и способны разрушаться по плоскостям спайности при динамическом воздействии абразивного зерна на обрабатываемый поверхностный слой и наличии интенсивного скольжения зерен по металлу за время, предшествующее непосредственному их врезанию. [c.51]

Природа трения скольжения. За исключением определенных плоскостей спайности кристаллов твердые поверхности имеют дефекты, которые превосходят по размерам атомные расстояния. [c.53]

Можно думать, что этот момент также должен способствовать наступлению пластичного состояния, но мы все же считаем, что дело не в этом, что главное заключается в уменьшении влияния дефектов, дающих зарождение трещинам. В этом убеждает и то, что для перевода в пластичное состояние достаточно растворения поверхности (а не отсутствия плоскости спайности). Показано, что деформация каменной соли в воде происходит за счет тех же элементов скольжения, что и сухой. Кроме того, температура появления новых элементов скольжения много ниже температуры хрупкости (Гх)- Так, в нашем случае скольжение по плоскости куба начиналось прп —70° С, в то время как Гх 300° С. [c.88]

ВаЯ ТОМ ПОТенЦИаЛЬНую энергию системы, вела бы к натяжениям внутри криста.тла. Оба эти случая не могут считаться невозможными, но ОПЫТ показывает, что на самом деле в пластич. деформации не осуществляется ни один из них. Скольжение по плоскостям спайности с сохранением цельности решетки (фиг. 3) дало бы плоские поверхности скольжения и [c.296]

Можно предполагать, что размер зерен влияет на характеристики хрупкого разрушения двумя путями. Так как с увеличением размера зерна возрастает длина пути непрерывного скольжения, то возрастает и вероятность зарождения трещины на плоскостях спайности. Этот вопрос проанализирован в работах 1[25, 27]. Если трещина пересекает границу зерна, когда изменение ориентации при переходе через границу не слишком велико, то фронт трещины не испытывает существенных изменений, за исключением появления больших ступеней скола, зародившихся на границе. При большом изменении ориентации возможно возникновение [c.78]

Предположим, что в первом варианте микротрещина зародилась в плоскости скольжения (например, по механизму Гилмана—Рожанского [25, 247]) и ориентирована параллельно сдвиговым напряжениям, т. е. подвергается только П моде деформирования. В этом случае распределение напряжений у ее вершины согласно работе [199] таково, что т (/Ос(= 1,03, где т г и Ос1 — сдвиговое и растягивающее напряжения у вершины трещины, действующие в плоскостях скольжения и спайности соответственно (Tsi = Tre e=o Ос( = (fee 10 450 где г, 6 — полярные координаты, отсчитываемые от вершины микротрещины). Поскольку в данной ситуации для ОЦК металлов Тзг/сГсг Тт.п/сГт.п = = 0,24 0,28 (тт. п и От.п — теоретическая прочность на сдвиг и на отрыв соответственно), зародившаяся микротрещина не является устойчивой к сдвиговым процессам в ее вершине [230]. С возникновением микротрещины начинается эмиссия дислокации из ее вершины и, следовательно, рост такой микротрещины в процессе деформирования будет пластический, стабильный, контролируемый деформацией. Таким образом, зародышевая микротрещина, ориентированная параллельно сдвиговым напряжениям, растет по пластическому механизму и, следовательно, притупляется, становясь трещиной, не способной инициировать хрупкое разрушение. [c.68]

В кристаллической решетке можно провести ряд плоскостей, содержащих то или иное число атомов на единицу площади. Наибольший интерес с точки зрения прочности материала представляют те плоскости, в которых расположено наибольшее число атомов (например, плоскость AB D рис. 2, а). По этим плоскостям, называемым плоскостями скольжения или спайности, легче всего происходит сдвиг частиц при механическом воздействии на тело. По плоскостям спайности происходит отрыв частиц при хрупком разрушении. [c.15]

Если рассматривать поверхность образца при растяжении, то даже невооруженным глазом можно заметить, что при пластической деформации на поверхности образца появляются тонкие темные и светлые полоски, называемые линиями Людерса, наклоненные приблизительно под углом 45 к оси образца. Это говорит о том, что в этом направлении по плоскости, пронизывающей образец, происходит интенсивный сдвиг материала. Таких плоскостей сдвига одновременно появляется одна или несколько, причем по мере развития пластической деформации число их быстро возрастает, так что в результате весь объем рабочей части образца становится заполненным плоскостями сдвига. Суммарный эффект таков, как если бы образец был составлен из пластинок, расположенных под углом 45° к оси образца и скользящих друг по другу при пластической деформации (рис. 57). В образцах монокоисталла такие слои называют пачками или блоками, а плоскости сдвигов отождествляют с плоскостями скольжения или плоскостями спайности, о которых упоминалось в 1 главы I. Такой механизм пластической деформации называют механизмом скольжения. Возрастание сопротивления пластической деформации связывают при этом с поворотом этих блоков в положение, при котором сопротивление сдвигу увеличивается [c.87]

Плоскости скольжения. Одной из особенностей кристаллических тел является существование в них плоскостей скольокения или спайности. По этим плоскостям легче чем по другим направлениям, происходит сдвиг при возникновении касательных напряжений в процессе пластической деформации. Плоскостями скольжения являются те плоскости в кристаллах, которые гуще всего усеяны атомами. Для кристаллов кубической системы такие плоскости изображены на фиг. 8,а, б, в. По этим плоскостям особенно легко происходит скольжение они называются плоскостями легчайшего сдвига. [c.34]

Ориентировка монокристаллов (величина угла х<> между осью кристалла и плоскостью скольжения и величина угла Хо между осью образца и направлением скольжения) определялась рентгенографически на установке УРС-55 в камерах РКСО (НИИФ МГУ). Оси кристалла идентифицировались при помощи стандартных проекций в каждом случае делался контрольный снимок. Определение ориентировки проводилось для обоих концов выращенного 30-сантиметрового монокристалла различие углов Хо на концах использованных кристаллов не превышало при этом нескольких градусов. В ряде случаев определялся лишь угол наклона плоскости скольжения Хо — по линиям скольжения, либо по ориентировке плоскости хрупкого скола (когда плоскость скольжения, как это имеет место для цинка, совпадает с плоскостью спайности — см. ниже, гл. IV, 2). Полученные монокристаллы разрезались затем на образцы длиной 10—20 мм-, на их концах наваривались (прикос- [c.146]

Т. е. становится крайне хрупким и непрочным. Характер разрыва меняется при этом чрезвычайно резко в присутствии ртутной пленки он происходит по плоскости спайности (плоскости базиса (0001), совпадающей с плоскостью скольжения). Эти базисные сколы невооруженному глазу представляются зеркальными, а в действительности имеют характерное мелкоступенчатое строение и позволяют обычно различить место возникновения зародыша трешцны и зону постепенного ее развития при распространении на все сечение образца (рис. 76, а). [c.153]

При этом возможно чередование микроскопических расколов по различным плоскостям (рис. 92) тогда начальная трещина mioex волнистые очертания, в последующей же она развивается в предпочтительной плоскости спайности. Если действующая плоскость скольжения является одновременно плоскостью спайности (что совершенно естественно для д1еталлических кристаллов, где и та, и другая прежде всего суть плоскости, наиболее плотно заполненные атомами), то уже и на самых начальных этапах угол 6 должен быть мал, а в дальнейшем трещина целиком переходит в названную общую плоскость (для цинка — это плоскость базиса (0001) [118, 119]. Возможно, что микротрещина и с самого начала лежит в плоскости (0001) [217] причину ее появления можно охарактеризовать при этом, в соответствии с представлениями А. В. Степанова, как потерю упругой устойчивости материала с сжатой стороны скопления дислокаций [175, 177, 202] [c.177]

При испытании на разрыв образцов каменной соли с наклонным надрезом были получены следующие результаты. Если разрывать кристалл каменной соли, ориентированный по оси куба, с наклонным надрезом, совпадающим с плоскостью скольжения, то разрыв происходит не по надрезу, а по толстой части (по плоскости спайности см. рис, 24, б, на котором пунктирная линия показывает положение плоскости разрыва), причем разрывное напряжение, вычисленное как отношение разрывающей силы к площади поверхности разрыва при соответствующем подборе х/Яо) достигало значения в 80 Р1мм , в то время как прочность той же самой соли в обычных условиях испытания (без надреза) равна 500 Пмм . Данные, полученные для четырех образцов, приведены в табл. 6. [c.68]

Таким образом, в результате описанных здесь опытов было установлено, что с повышением телшературы значительную роль начинают играть новые элементы скольжения и происходит даже качественное изменение свойств кристаллографических п.лоскостей. В нашем случае плоскость спайности (100) превращается в плоскость скольжения. Опасность искажений как первичных, так и вторичных уменьшается с повышениел температуры. Начиная с некоторой температуры они становятся неопасными, к кристаллу можно прикладывать без опасения его разрушить большие нагрузки, за счет чего получается более значительное его удлинение. [c.79]

По одной из распространенных моделей Зинера — Стро [60] зарождение трещин (типа скола) происходит у прочных препятствий (например,границ зерен, двойников, гидридов) при заблокировании полос скольжения, состоящих из краевых дислокаций. Однако наиболее реальными и чаще других практически подтверждающимися моделями зарождения трещин в металлах с гексагональной плотноупакованной решеткой являются модели Гилмана [6П и В. Н. Рожанского [62, 63]. Согласно этим моделям зарождение трещин происходит вследствие нелинейности скольжения в полосах скольжения либо в местах нагромождения дислокаций у препятствий, либо в результате искривления плоскостей скольжения при воздействии дислокаций в других действующих плоскостях скольжения. Сдвиг по изогнутым плоскостям должен вызвать нормальные напряжения, приводящие к отрыву скользящих плоскостей. Эти модели особенно важны для металлов, у которых, как у а-титана, плоскости скольжения и спайности совпадают (плоскость ЮГО). [c.46]

При такой деформации происходит повышение критич. скальшающего напряжения, к-рое иногда, по мере роста пластич. деформации, увеличивается в десятки раз. Эти же плоскости скольжения б. ч. являются плоскостями спайности или скола. Когда нормальное напряжение в такой плоскости достигает критического значения N, то монокристалл разрывается по этой плоскости, давая в месте разрыва иногда зеркальногладкие поверхности. [c.319]

По одной из распространенных моделей Зинера—Стро [254] зарождение трещин (типа скола) происходит у прочных препятствий (например, границ, зерен, двойников, гидридов) нри заблокировании полос скольжения, состоящих из краевых дислокаций. Однако наиболее реальными и чаще других практически подтверждающимися моделями зарождения трещип в металлах с Г. П. У. решеткой являются модели Гилмена [255] и В. Н. Рожанского [256, 257]. Согласно этим моделям зарождение трещин происходит вследствие нелинейности скольжения в полосах скольжения в местах нагромождения дислокаций у препятствий, либо в результате искривления плоскостей скольжения при воздействии дислокаций в других действующих плоскостях скольжения. Сдвиг но изогнутым плоскостям должен вызвать нормальные напряжения, приводящие к отрыву скользящих плоскостей. Эти модели особенно важны для металлов, у которых, как у а-титана, плоскости скольжения и спайности совпадают (плоскость базиса (1010). Характер зародышевых трещин в сплаве 0Т4-1 на микрофотографиях, полученных с помощью оптического (рис. 147, а и б) и электронного микроскопов (рис. 147, в) удовлетворительно соответствует моделям Гилмена и В. Н. Рожанского. [c.246]

Высокая твердость и прочность фафита в направлении, перпендикулярном плоскости спайности, обеспечивают при смазке графитом почти полное отсутствие контакта металлических поверхностей при значительной пластической деформации контактируюи их поверхностей, а сдвиги поверхностных слоев протекают под пленкой смазочного материала или внутри его. Слабое сопротивление графита срезу по плоскостям обусловливает при трении послойное скольжение в нанесенных на поверхностях пленках. Коэффициенты трения фафитированных поверхностей могут достигать малых величин (0,0.3-0,04). [c.72]

Было установлено [1, 2, 3], что при относительно невысоких удельных давлениях графит прирабатывается к поверхности металла. Под термином прира(ботка в случае графитовых материалов подразумевается иной процесс, чем в случае подшипниковых металлов. В процессе приработки на поверхности металла и графита образуется блестящая пленка, состоящая из кристаллов (чешуек) графита, плотно покрывающих выступы поверхностей и ориентированных плоскостью спайности параллельно поверхности трения. При постоянном направлении скольжения чешуйки, как показали электронные микрофотографии [4], краями накладываются друг на друга по направлению скольжения. На некоторых образцах ориентация пленки цроисходит только при строгом соблюдении постоянства направления перемещения. По мере приработки скорость изнашивания графита снижается, достигая по окончании приработки 3—30 мк за 100 часов работы. Коэффициент трения за этот период изменяется с 0,15— [c.100]

Локальные напряжения особенно велики у края образовавшейся трещины, где происходит концентрация напряжений, причём они тем больше, чем больше её размер. Если этот размер больше нек-рого критич. г , на атомы у края трещины действует напряжение, превосходящее 0Тт и трещина растёт дальше по всему сечению тела с большой скоростью — наступает разру-шенве. Величина определяется из условия, что освободившаяся при росте трещины упругая энергия материала покрывает затраты энергии на образование новой поверхности трещины г,. Еу с (где у — энергия единицы поверхности материала). Прежде чем возрастающее внеш. усилие достигнет необходимой для разрушения величины, отд. группы атомов, особенно входящие в состав дефектов в кристаллах, обычно испытывают перестройки, при к-рых локальные напряжения уменьшаются ( релаксируют ). В результате происходит необратимое изменение формы тела — пластич. деформация ей также способствуют термич. флуктуации, Разрушению всегда предшествует большая или меньшая пластич. деформация. Поэтому при оценке в энергию V должна быть включена работа пластич. деформации уР. Если пластич. деформация велика не только вблизи поверхности разрушения, но и в объёме тела, то разрушение вязкое. Разрушение без заметных следов пластич. деформации наз. х р у п к и м. Характер разрушения проявляется в структуре поверхности излома. В кристаллич. телах хрупкому разрушению отвечает скол по криста л лографяч. плоскостям спайности, вязкому — слияние микропустот я скольжение. При низкой темп-ре разрушение преим. хрупкое, при высокой — вязкое. Темп-ра перехода от вязкого к хрупкому разрушению наз. критич. темп-рой хладноломкости. [c.169]

Твердость графита в-направлении, перпендикулярном плоскости спайности, почти такая же, как у алмаза, что дает основание предположить, что соответствующим образом ориентированные частицы графита могут без разрушения внедриться в металлическую поверхность. По-видимому, вследствие этого во всех случаях действенности смазки графитом металлический контакт поверхностей трения почти или совсем отсутствует даже при значительной пластической деформации контактирующих поверхностных слоев сдвиги протекают под пленкой смазочного материала или внутри него. Слабое сопротивление графита срезу по плоскостям, параллельным плоскостям спайности, обусловливает при трении послойное скольжение в нанесенных на поверхностях пленках. Коэффициенты трения графити-рованных поверхностей могут достигнуть малых величин (0,03. ... .. 0,04). [c.80]

Это можно объяснить, учитывая, что наиболее вероятный механизм инициирования трещин скольжением в сплаве (Ре + 3 % 81) — это, по-видимому, механизм Коттрелла [172]. При этом зародышевая микротрещина образуется в плоскости спайности и разрушающее напряжение не зависит от межзеренного сцепления,так как наклон да д( У -- о (б7) / определяется поверхностной энергией плоскости спайности У[ос1)- Вычисленный по наклону прямых / на рис. 52 для хрупких и вязких образцов параметр 7= 1,15-10 /а ) мДж/м . При уже использованном выше значении о =3 получаем 7 = 1300 мДж/м , что совпадает с экспериментапьным значением поверхностной энергии ппоскости скола (001) в железе с 3 % 81. [c.139]

По-другому ведут себя при нагреве магнезитовые изделия, содержащие около 92% MgO и имеющие огнеупорность выше 2300°. Основную ч сть их (около 90%) составляет периклаз (MgO). Количество легкоплавких кристаллических образований, преимущественно силикатов, и стекловидной фазы достигает 10%. Однако периклаз при рекристаллизации и росте кристаллов не дает плотной кристаллической сетки в издел1иях, а представляет собой разобщенные зерна, сцементирО ванные между собой легкоплавкой прослойкой. Плавление и размягчение этой прослойки вызывает и размягчение изделий. Поэтому температура деформации магнезита лежит около 1550°. Следовательно, разрыв между огнеупорностью и температурой деформации достигает более 700°. Уменьшая количество легкоплавкой прослойки, вызывая в ней образование кристаллических соединений высокой огнеупорности, например шпинели, этим повышая ее вязкость, можно достигнуть повышения температуры размягчения магнезита. Имеются также указания о склонности кристалла периклаза к скольжению по плоскости спайности, что может способствовать деформации изделия. [c.136]

Поскольку активные металлические расплавы, значительно понижая прочность и пластичность более тугоплавких металлов, переводят их в хрупкое состояние, возникает необходимость сравнительного изучения закономерностей деформации и разрушения металлов в сильно адсорбционно-активных расплавах и аналогичных закономерностей для этих же металлов в хрупком состоянии, но в отсутствие активно среды. Такое сопоставление было проведено Л. А. Кочановой и Л. С. Брюхановой на монокристаллах цинка с использованием в качестве сильно адсорбционно-активной среды ртути [114—119]. Как уже отмечалось, монокристаллические проволоки цинка при комнатной температуре весьма пластичны хрупкий отрыв по плоскости спайности — плоскости базиса в этих условиях (при не слишком высоких скоростях растяжения) — не происходит. Монокристаллы цинка становятся хрупкими при значительном снижении температуры. При этом хрупкому отрыву по плоскости базиса (0001) всегда предшествует более или менее значительная деформация сдвига по действующе системе скольжения [в той же плоскости (0001)]. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...