Тело поликристаллическое

Второе допущение позволяет описывать макроскопические процессы в гетерогенной смеси (распространение в них волн, течение смесей в каналах, обтекание смесями тел, деформацию пористого тела, поликристаллического или композитного образца) методами механики сплошной среды с помощью осредненных или макроскопических параметров. [c.17]

Металлы являются телами поликристаллическими. В отдельных кристаллах пространственные решетки ориентированы неодинаково. Кристаллы ие имеют также однообразной правильной формы. Но, несмотря на произвольное расположение каждого кристалла, во всех направлениях они имеют примерно одинаковое количество различно ориентированных зерен. [c.395]

Следует особо подчеркнуть, что анизотропия проявляется только в пределах одного кристаллического зерна, или монокристалла. Реальные металлы являются телами поликристаллическими, состоящими из огромного числа зерен, произвольно ориентированных друг к другу своими кристаллографическими направлениями и плоскостями. [c.10]

Поликристаллическое состояние. Структура применяемых в технике металлов обычно представляет собой большое количество кристаллических зерен (фиг. 7, а), т. е. в реальных условиях металл — тело поликристаллическое. [c.19]

В технических металлах, являющихся телами поликристаллическими, пластическая деформация происходит более сложно. При пластической деформации происходит существенное изменение структуры, неодинаковое в отдельных частях одного зерна и в различных зернах, возникают напряжения, происходят упрочнение металла и другие процессы. [c.171]

Пластическая деформация металлов и сплавов как тел поликристаллических имеет некоторые особенности по сравнению с пластической деформацией одного зерна [c.194]

Вследствие нерегулярности рельефа и строения поверхностного слоя тела поликристаллического строения напряжения в нем никогда не бывают однородными. Флуктуации напряженного состояния вызывают рост трещин в местах, где они не наблюдаются при однородном напряженном состоянии. [c.149]

В данной главе рассматриваются хрупкое, вязкое и усталостное разрушения поликристаллического материала при кратковременном статическом и малоцикловом нагружениях. Разрушение поликристаллического металла при кратковременном статическом нагружении (т. е. при скорости деформирования I с ) является в большинстве случаев внутризеренным и в зависимости от температуры и характера НДС хрупким или вязким. Феноменологически первый тип разрушения сопровождается низкими затратами энергии в отличие от второго, для которого характерны значительные пластические деформации и, как следствие, высокая энергоемкость. Разрушение конструкционных материалов при малоцикловом нагружении также в основном связано с накоплением внутризеренных повреждений и развитием разрушения по телу зерна. Общим для рассматриваемых типов разрушений является также слабая чувствительность параметров, контролирующих предельное состояние материала, к скорости деформирования и температуре. Указанные общие особенности хрупкого, вязкого и усталостного разрушений послужили основанием для их анализа в одной главе. [c.50]

Интегрирующая концепция строения дробно-размерного переходного слоя применительно к поликристаллическим телам, которую мы кратко приводим ниже, имеет цель показать закономерности протекания процессов самоорганизации, распределения различного рода дефектов и их роль при переходе из объемной части вещества к поверхности раздела фаз с ее специфическими свойствами. [c.118]

Все сказанное относится, разумеется, к монокристаллам. Поликристаллические же тела с достаточно малыми размерами входящих в их состав кристаллитов можно рассматривать как изотропные тела (поскольку мы интересуемся деформациями в участках, больших по сравнению с размерами кристаллитов). Как и всякое изотропное тело, поликристалл характеризуется всего двумя модулями упругости. Можно было бы на первый взгляд подумать, что эти модули можно получить из модулей упругости отдельных кристаллитов посредством простого усреднения. В действительности, однако, это не так. Если рассматривать деформацию поликристалла как результат деформации входящих в него кристаллитов, то следовало бы в принципе решить уравнения равновесия для всех этих кристаллитов с учетом соответствующих граничных условий на поверхностях их раздела. Отсюда видно, что связь между упругими свойствами кристалла, [c.56]

Своеобразные особенности представляет поглощение звука в поликристаллических телах. Если длина волны звука X мала по сравнению с размерами а отдельных кристаллитов, то в каждом кристаллите звук поглощается так же, как он поглощался бы в большом кристалле, и коэффициент поглощения пропорционален (О. [c.182]

Всякий отдельный кристалл (монокристалл) построен из атомов, расположенных в определенном порядке. Расположение атомов и расстояние между ними в различных направлениях, вообще говоря, различны. Поэтому отдельный кристалл может обладать различными свойствами в различных направлениях, И действительно, все монокристаллы в той или иной мере обладают анизотропией. Но если тело построено из множества мелких кристаллов (поликристаллические тела), то, несмотря на анизотропию отдельных кристаллов, все тело в целом может быть изотропным, когда отдельные кристаллики расположены беспорядочно, без всякой системы. Тогда свойства отдельных кристалликов усредняются по всем направлениям и в среднем оказываются одинаковыми. Поэтому поликристаллические тела, к которым принадлежат почти все применяемые в технике материалы, часто бывают изотропны. Однако при специальной обработке (волочении и т. п.) может произойти упорядочение в расположении отдельных кристалликов тела. Свойства отдельных кристалликов уже не усредняются, и поликристаллическое тело может оказаться анизотропным. И действительно, поликристаллические материалы, подвергшиеся специальной обработке, нередко обладают анизотропией. [c.476]

В аморфных диэлектриках в широком диапазоне температур длина свободного пробега фононов ограничена рассеянием на дефектах структуры. Теплопроводность аморфных тел значительно меньше, чем теплопроводность кристаллов. Поликристаллические тела обладают промежуточной теплопроводностью между теплопроводностями монокристаллов и аморфных тел. [c.339]

Смешанные способы возбуждения возмущений. В тех случаях, когда требуется получить и сохранить возмущения малой амплитуды, используются электрические и электронные способы возбуждения. В этих способах для приведения в действие преобразователя, превращающего электрическую энергию возбуждающего тока в механическую энергию волны напряжений в теле, используется переменный ток, частота волн при этом лежит между 20 кГц и 50 мГц. С помощью соответствующих контуров можно получать или непрерывный ряд волн, или импульсы, состоящие из коротких серий волн высокой частоты, повторяющихся регулярно с низкой частотой. Для этого используются преобразователи, принцип действия которых основан на магнитострикционном или пьезоэлектрическом эффектах. Материалами для пьезоэлектрических преобразователей кроме кристаллов кварца служат искусственные ферроэлектрические кристаллы (в частности, титанат бария в виде поликристаллической керамики), имеющие по сравнению с естественными кристаллами большую чувствительность и меньшее сопротивление. Однако температура Кюри искусственных кристаллов сравнительно низка (при нагревании выше этой температуры пьезоэлектрические свойства пропадают). Материалами для магнитострикционных преобразователей служат ферромагнитные элементы и сплавы. Максимальные деформации в обоих случаях определяются механическими свойствами материала тела. Для возбуждения слабых импульсов напряжений используют искровой способ, предложенный Кауфманом и Ревером [52]. Преимущество этого способа состоит в том, что искра действует как точечный источник, тогда как пьезоэлектрический преобразователь, благодаря дифракции, дает сложную волновую картину. [c.17]

ВОВ размер зерен составляет сотые доли миллиметра, он мал по сравнению с размерами изделий из этих сплавов. Поэтому наличие микронеоднородности не влияет на поведение металла в изделии, и металл считают однородной сплошной средой. Многие сплавы состоят из кристаллических зерен, имеюш их разный химический состав и разное строение, внутри зерен и на границах между ними могут возникать включения из материала иной природы. Тем не менее подобный сплав рассматривается как однородная сплошная среда. Может возникнуть другой вопрос. Предположим, что нам известны свойства всех составляющих поликристаллической структуры и имеются данные об их распределении. Требуется определить свойства композиции. Эта задача принадлежит механике, поскольку конечная цель состоит в построении модели сплошного однородного тела со свойствами, эквивалентными свойствам неоднородного тела, имеющего заданное строение. [c.21]

Твердые тела разделяются, как известно, на аморфные и кристаллические. Что касается первых, то диаграмма растяжения таких тел не носит стабильного характера она существенно зависит от времени действия сил, а сами материалы в своем поведении обнаруживают качественное сходство с вязкой жидкостью. Мы остановимся только на механизме деформирования металлов. Все металлы в том виде, в каком они применяются в машиностроении, имеют поликристаллическую структуру, т.е. состоят из множества мелких кристалликов, хаотически расположенных в объеме. Внутри кристаллов атомы [c.72]

Чаще всего мы сталкиваемся с кристаллографической текстурой в поликристаллических телах. В этом случае определенной преимущественной кристаллографической ориентировкой обладают отдельные кристаллиты или их микрообъемы. [c.259]

СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ е. Зависимость величины рекристаллизованного зерна D от степени деформации е при одинаковой продолжительности изотермического отжига X после холодной деформации не является монотонной. Для поликристаллических тел она имеет вид кривой с одним или с несколькими (до трех) максимумами. Степень деформации, после которой при отжиге формируется первый максимум величины зерна, называется критической Бкр. [c.331]

Большинство металлов, применяемых в технике, являются поликристаллическими телами, состоящими из [c.28]

Полиморфное превращение, как и любое"фазовое превращение, совершающееся в поликристаллических телах, преимущественно развивается в тех участках структуры, в которых уровень свободной энергии повышен. Такими участками являются границы зерен и приграничные области. На границах зерен сосредоточены частицы примесей. Чем меньше размер зерна, тем больше межзеренная поверхность и больше возникает зародышевых центров, [c.52]

Наряду с объемной диффузией, которая протекает через точечные дефекты кристаллической решетки, в поликристаллическом теле имеются и дислокации, границы зерен, внутренние и наружные поверхности, через которые также протекает диффузия. В общем диффузия вдоль таких линейных и поверхностных дефектов, протекает быстрее, чем диффузия атомов через точечные дефекты в решетке кристалла. Имеются данные о том, что энергия активации диффузии по границам зерен в первом приближении равна примерно половине энергии активации объемной диффузии [62]. Вследствие более низкой энергии активации, относительное значение диффузии по границам зерен возрастает с увеличением тем- пературы медленнее, чем при объемной диффузии. [c.51]

В технических металлах и сплавах, являющихся телами поликристаллическими, микроструктура состоит из зерен одной или нескольких фаз, неметаллических включений и т. п. Эти различные структурные составляющие, имеющие разные физико-химические свойства, при контакте с электролитом приобретают неодинаковые по величине и знаку электродные потенциалы и одни из них станут анодами, а другие — катодами. Таким образом, технические металлы и сплавы при воздействии на них электролитов можно рассматривать как многоэлектродные элементы, состоящие из огромного числа микроскопически малых коррозионных гальванических пар — микрогальванопар. Чем сильнее отличаются электродные потенциалы фаз, находящихся в сплаве, тем быстрее происходит его коррозионное разрушение. Отсюда следует, что высокую коррозионную устой- [c.243]

В технических металлах и сплавах, являющихся телами поликристаллическими, микростру.лтура состоит из зерен одной или нескольких фаз, неметаллических включений и т. п. Эти различные структурные составляющие, имеющие разные физико-химические свойства, при контакте с электролитом приобретают неодинаковые по величине и знаку электродные потенциалы и одни из них станут анодами, а другие — катодами. Таким образом, технические металлы и сплавы при воздействии на них электролитов можно рассматривать как многоэлектродные элементы, состоящие из огромного числа микроскопически малых коррозионных гальванических пар — микрогальванопар. Чем сильнее отличаются электродные потенциалы фаз, находящихся в сплаве, тем быстрее происходит его коррозионное разрушение (в частности, дендритная ликвация именно поэтому снижает стойкость против электрохимической коррозии). Отсюда следует, что высокую коррозионную устойчивость могут иметь либо очень чистые металлы, либо сплавы, имеющие однородную (гомогенную) структуру твердого раствора, [c.324]

Эта скорость принципиально отличается от аналогичной скорости вязкой жидкости, и потому течение твердых тел по существу отлично от течения жидкостей,—в частности своей прерывистостью и упрочнением деформируемого тела. Эти особенности пластич. деформации монокристаллов до сих пор не получили общепризнанного объяснения но из предложенных (а именно изгиб атомных поверхностей, местное разрушение правильности решетки—атомная шероховатость—и возникновение новых поверхностей с повышенной потенциальной энергией) последнее повидимому наиболее соответствует прямому опыту. Это объяснение в частности хорошо согласуется и с существованием определенного максимума 6 истираемости монокристаллов при Г перехо- 5 да от упругого состояния к пластическому, как установлено Кузнецовым на каменной соли (фиг. 8, сошлифо-ванная масса в мг) с повышением Г поверхностная энергия тела убывает, и потому истираемость возрастает. Но как показывает опыт, после температуры перехода к пластич. состоянию истираемость снова убывает, а т. к. удельная поверхностная энергия тоже должна убывать, то следовательно необходимо предположить, что уменьшение истираемости объясняется увеличением поверхности, что действительно возможно при раздроблении монокристалла пластич. деформацией, т. е. при образовании мелкокристаллич. прослойки. Если же поверхностный мелкозернистый слой с кристалла удаляется, то истираемость начинает возрастать. Т. о. пластич. деформация тел монокристаллических приводится к таковой же тел поликристаллических. [c.297]

Реальный металл состоит из многих кристаллов размер каждого кристалла измеряется долями миллиметра, и поэтому в 1 см металла содержатся десятки тысяч кристаллов. Произвольность ориентировки каждого кристалла приводит к тому, что в любом направлении располагается примерно одинаковое количество различно ориентированных кристаллов. В результате получается, что свойства такого поликристаллического тела одинаковы во всех направлениях, хотя свойства каждого кристалла, составляющего это тело, зависят от направления. Это явление называется квазиизотропией (ложная изотропия). [c.35]

Если при кристаллизации рост решеток не ограничивается, то получаются кристаллы неограииченпого размера древовидной формы — дендриты (рис. 1,2). Так как процесс кристаллизации происходит из многих центров кристаллизации, то ветви дендритов при росте могут ограничивать друг друга и искажаться. Кристаллы неправильной формы называются зернами, или кристаллитами. Комплекс зерен— это поликристаллическое тело (рис. 1.3). [c.7]

Предложенный в рамках настоящей работы подход к определению направления развития усталостной трещины, хотя и наиболее адекватно отражает физические процессы на микроуровне, в расчетном плане достаточно трудно реализуем. Сложность реализации предложенного подхода в первую очередь связана с необходимостью детализации анализа НДС до масштабов зерна поликристаллического тела. Так, при использовании МКЭ размер КЭ у вершины трещины должен быть порядка размера зерна, что приводит к существенному увеличению разрешающей системы уравнений. Упростить расчетную процедуру можно, используя критерий максимальных растягивающих напряжений Иоффе [435]. В этом случае расчет траектории проводится непосредственно с позиций механики сплошного деформируемого тела, что дает возможность не анализировать НДС до масштаба зерна, а аппроксимировать тело гораздо более крупными КЭ. Хотя критерий Иоффе не учитывает физических особенностей разрушения материала у вершины трещины, расчет по нему дает достаточно хорошее совпадение с экспериментальными результатми по направлению роста трещин усталости [180]. [c.194]

Изучение микроструктуры поликристаллически.х тел привело, как уже было сказано выше, к разработке континуальной теории дислокаций. Среда, имитирующая реальное тело с дислокациями в кристаллических решетках, должна иметь большее количество функциональных степеней свободы, чем среда, имитирующая тело с инородными включениями. [c.535]

Граничные зоны структурных элементов поликристаллических материалов коренным образом отличаются от их внутренних областей. Перестройка объемной части структурных элементов поликристаллических тел в наиболее энергетически выгодную упорядоченную структуру в процессе посткристаллизации сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации, которая диссипирует через поверхностные слои структурного элемента и обусловливает, таким образом, необходимость формирования фрактальных диссипативных структур в поверхностных переходных слоях конденсированных сред. [c.113]

Таким образом, природа процесса образования поликристаллических сплавов при кристаллизации из расплава такова, что в структуре сплавов изначально закладываются элементы, являющиеся зародшиами разрушения" твердого тела, то есть области скопления различных дефектов кристаллической структуры. [c.145]

В случае кристаллических порошков или поликристаллических тел структурное исследование можно выполнить по методу, предложенному в 1916 г. Дебаем и Шерером, а также Хеллом. Монохроматический пучок рентгеновских лучей направляется на столбик прессованного кристаллического порошка или палочку из поликрис-таллического материала (рис. 19.7) различные кристаллики препарата имеют всевозможные ориентации, так что падающий пучок образует с атомными плоскостями самые разнообразные углы. Лучи заданной длины волны к отразятся под разными углами от различных атомных плоскостей, соответствующих различным зна-ч, ниям 6 (см. (118.1)), создавая на фотопленке, окружающей препарат, соответствующую дифракционную картину. Рис. 19.8 воспроизводит полученную рентгенограмму в центре виден след прямого пучка вправо и влево расположены следы отраженных лучей, причем каждая пара симметричных следов соответствует отражению от кристаллографических плоскостей одного определенного направления. Зная длину волны % и измеряя углы скольжения 9, мы можем [c.411]

Современная физика материалов считает объект своего исследования дискретным телом на двух уровнях поликристаллическом и молекулярном. Однако полученные в подобных предположениях зависимости оказались настолько сложны и громоздки, что пока не полошили широкого распространения в сопротивлении материалов. В этих обстоятельствах оказалась плодотворной гипотеза о сплошности материала, согласно которой тело рассматривается как некий материальный континуум или среда, непрерывно заполняющая данный объем и наделенная указанными выше экспериментально найденными физико-механическими свойствами. Практическая реализация такого подхода подтверждает его эффективность, поскольку именно на этой основе спроектированы, построены и успешно эксплуатируются все современные инженерные объекты. Одним из сущест-венв[ейших преимуш еств является возможность ввести в рассмотрение бесконечно малые величины (например длины, площади, объемы) и использовать тем самым мощный и хорошо развитый аппарат дифференциального и интегрального исчисления. [c.10]

Если свойства образца, вырезанного из материала, не зависят от его ориентации, материал называется изотропным. В противном случае материал называют анизотропным. В зависимости от того, какой критерий принимается при отождествлении свойств образцов, говорят о механической, оптическох , тепловой и других видах анизотропии. Кристаллы, например, всегда анизотропны, это определяется их внутренним строением, поскольку атомы в кристаллической решетке располагаются совершенно определенным образом. Зная строение кристаллической решетки, можно сделать некоторые выводы о характере анизотропии, например указать плоскости симметрии. Образцы, вырезанные из кристалла симметрично относительно такой плоскости, обнаружат тождественные свойства. Технические сплавы состоят из кристаллических зерен, ориентация которых беспорядочна и произвольна. Поэтому в теле, состоящем из большого числа таких зерен, нельзя указать какое-то предпочтительное направление, отличающееся от других. Поликристаллический металл ведет себя в среднем как изотропное тело. При этом, конечно, предполагается, что размеры образца достаточно велики и он содержит в себе достаточно много кристаллических зерен. Малые образцы, состоящие из небольшого числа зерен, будут обнаруживать разные свойства, но эта разница совершенно случайна, она зависит не от ориентации образца, а от случайных ориентаций составляющих его зерен. [c.40]

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]

Напряжения второго рода характерны для поликристаллических тел, так как они возникают в результате взаимодействия кристаллов между собой. Отдельные зерна, из которых состоит металл, не только ориентированны по-разному, но и отличаются по строению (различные модификации металла, зерна различных составных частей металла, например включения графита, инородные включения). Напряжения второг о рода являются следствием неоднородности физических свойств различных компонентов поликристалла, стесненных условий деформации отдельного зерна, а также анизотропии свойств внутри отдельного зерна. По характеру действия эти напряжения беспорядочно ориентированны в объеме металла, поскольку представляют собой результат взаимодействия множества анизотропных кристаллов. [c.42]

Релаксационные явления объясняются неустойчивостью внутреннего напряженного состояния, обусловленного неоднородностью строения поликристаллического тела. В нем неизбежно находятся участки как упругонапряженные, так и пластически деформированные. Объемы, находяп1иеся в различных состояниях, неодинаково реагируют на внешние силовые воздействия, в результате чего и возникает процесс перераспределения напряжений и деформаций. Процесс выравнивания поля внутренних напряжений при обычных температурных условиях протекает крайне медленно. Процесс снятия внутренних напряжений можно значительно ускорить путем применения искусственных приемов, создающих в материале пластическую разрядку. Одним из них является наложение дополнительных напряжений. Однако, если металл или сплав обладает свойством упрочняться, а таких большинство, пол-ност1>ю освободиться от остаточных напряжений не удается наложением даже очень больших напряжении. [c.44]

Монокристалл представляет собой как бы одно большое зерно металла, состоящее из огромного количества одинаково ориентированных ячеек. Реальные металлы являются поликристалличе-скими телами, состоящими из огромного числа мелких зерен с различной ориентировкой их ячеек. Ввиду этого в целом куске металла недостаток свойств в одних зернах по любому из направлений перекрывается их избытком в других зернах по этому же направлению и средние свойства в поликристаллическом теле по всем направлениям оказываются одинаковыми. Данное явление присуще реальным металлам, имеющим поликристаллическое строение, и называется псевдоизотропией или квазиизотропией. [c.9]

Длительность выдержки закаленных образцов поликристаллической сурьмы для достижения 50 %-ного различия в микротвердости границ и тела зерен уменьшается с повышением температуры (рис. 24). [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...