Дефекты кристаллической решетки металлов

Теория точечных дефектов кристаллической решетки металлов и сплавов [c.23]

ДЕФЕКТЫ кристаллической РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ [c.17]

Рассмотрим наиболее характерные дефекты кристаллической решетки металлов, известные под названием точечных и линейных. К точечным дефектам (соизмеримым с размерами атомов) относятся вакансии и внедренные атомы. Вакансии — это пустые узлы кристаллической решетки, т. е. места, где по той или иной причине отсутствуют атомы (рис. 1.4, я). [c.13]

Необходимо отметить, что и дефекты кристаллической решетки металлов, и атомы примесей не являются неподвижными, а в процессе пластической деформации и самодиффузии непрерывно перемещаются. [c.23]

Процесс усталости связан с постепенным накоплением дефектов кристаллической решетки металла и, как следствие этого, с постепенным развитием усталостных повреждений. Явлению усталости присуща стадийность, характеризуюш,аяся определенными изменениями. Процесс усталости в общем случае состоит из следующих основных периодов инкубационного, связанного с накоплением искажений кристаллической решетки разрыхления, связанного с появлением нарушений сплошности металла, т. е. зарождением и развитием микротрещин развития микротрещин до макротрещин критического размера до-лома. Ниже рассмотрены закономерности зарождения микротрещин и их развития. [c.42]

В следует понимать величину, равную 2р, т. е. расстояние между двумя выступами атомно-молекулярной шероховатости. Величина 2р имеет конкретный физический смысл. Это — расстояние между дефектами кристаллической решетки металлов, которое колеблется в пределах 10—1000 А. [c.161]

Поскольку параметр Р связан с дефектами кристаллической решетки металла (в частности, с плотностью дислокаций), которые определяют механизм формоизменения поверхностных слоев под действием сил трения, вполне очевидна его связь с величиной износа материала. с [c.123]

При разрастании трехмерного зародыша образуется грань кристалла, которая растет путем присоединения новых структурных элементов (ад-атомов). Такое поверхностное образование в несколько атомных слоев может рассматриваться как двухмерный зародыш. Образование центров кристаллизации первоначально происходит не по всей поверхности грани кристалла, а на активных местах — вершинах углов и ребрах кристаллов — недостроенных местах, а также на дефектах кристаллической решетки металла. [c.115]

После завершения кристаллизации и последующего остывания металла шва выделение из него водорода не прекращается. Даже при комнатной температуре из перенасыщенного твердого раствора металла может довольно длительное время выделяться водород. Причем водород выделяется не только в атмосферу, но, как выше отмечалось, и в мельчайшие дефекты кристаллической решетки металла. Скопляясь в дефектных полостях металла под большим давлением, водород создает в нем дополнительные напряжения. Эти напряжения в сочетании со структурными и сварочными остаточными напряжениями способствуют образованию и развитию холодных трещин. [c.80]

ПРИРОДА ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ [c.38]

Н+ + е (энергия ионизации свободного атома довольно велика и составляет 312 ккал/моль). Таким образом, при низкой температуре водород может попадать в металл только в атомарном или ионизированном состоянии (например, при травлении в кислоте). Атомарный водород в дефектах кристаллической решетки металла, в порах, на границах фаз или зерен превращается в молекулы, в образующихся полостях создается необратимое накопление молекулярного водорода, что приводит к локально высокому давлению. [c.48]

Как указывалось ранее, кристаллическая решетка металла, подвергнутого холодной обработке давлением, искажается в ней возникают напряжения, повышается количество дефектов решетки изменяется тонкая структура металла — блоки мозаики измельчаются, зерна металла раздробляются, а равноосная форма их (наблюдавшаяся до деформации) теряется. Осколки зерен получают продолговатую форму, вытягиваясь в направлении действия деформации при растяжении и перпендикулярно к направлению при сжатии. Кристаллические решетки зерен приобретают определенную пространственную ориентировку, называемую текстурой деформации. Микроструктуру металла после холодной деформации называют волокнистой. [c.87]

Повышение сопротивления движению дислокаций приводит к увеличению прочности металла. Этого достигают введением в металлы специальных примесей, термической обработкой, наклепом и т. п. В настоящее время сделаны первые шаги по созданию металлов, не имеющих дефектов кристаллической решетки. Получены бездислокационные нитевидные металлические кристаллы ( усш), обладающие очень высокой прочностью, приближающейся к теоретической. [c.107]

Дефекты кристаллической решетки в металлах при сварке [c.467]

При нагреве и охлаждении в металлах происходят следующие основные структурные превращения 1) образование границ зерен 2) выравнивание границ зерен и их рост 3) перераспределение химических элементов 4) коагуляция и сфероидизация фаз 5) изменение плотности и перераспределение дефектов кристаллической решетки. [c.501]

Изменение плотности и перераспределение дефектов кристаллической решетки — процессы, которые протекают в металле, находящемся в неравновесном состоянии после холодной пластической деформации или быстрого (закалочного) охлаждения с высоких температур. Холодная деформация приводит к увеличению плотности дислокаций. У отожженного поликристаллического металла плотность дислокаций 10 ... 10 см , а после значительной деформации — 10"...Ю см . Дислокации образуют замкнутые сплетения, которые разделяют металл на отдельные ячейки размером порядка одного микрометра. Внутри ячеек плотность дислокации сравнительно не велика. [c.509]

При нагреве металла с неравновесной концентрацией дефектов кристаллической решетки свыше температуры 0,2 Г л [c.510]

Необратимый разрыв межатомных связей в металлах - сложный процесс, связанный с движением, возникновением и взаимодействием различных дефектов кристаллической решетки. При разрыве связи происходит высвобождение упругой энергии, влияющей на последующие акты разрыва межатомной связи. Для необратимого разрыва межатомных связей необходимо создание т.е. накопление дефектов критической плотности в локальном объеме. [c.196]

Можно ли рассматривать дефекты кристаллической решетки металлов в качестве неотъемлемых структурньи образований Объястггь причину ответа. [c.376]

Внедренные атомы являются точечными дефектами кристаллической решетки металла, вызывающими ее деформацию. Такая деформация, в частности, может иметь характер тетрагональных искажений, существенных для понимания свойств мартенситных фаз. Поля деформаций вызывают появление сил деформационного взаимодействия между внедренными атомами, важного для понимания ряда яв.лепий, происходящих в сплавах внедрения. В главе I, имеющей вводный характер, даетСуЧ обзор теорий точечных дефеютов кристаллической решетки металлов и сплавов, который мон ет иметь и самостоятельный интерес для специалистов, работающих в области физики неидеальных кристаллов. Точечные дефекты рассматриваются в рамках различных моделей (изотропный и анизотропный континуум, атомная модель, учет электронной подсистемы), причем эти модели применяются для определения смещений и объемных изменени1Г в кристалле, вызванных появлением дефекта, энергии дефекта, а также взаимодействия между точечными дефектами, приводящего к образованию их комплексов. [c.7]

В зависимости от размера дефекты металлов подразделяются на субмикродефекты, микродефекты и макродефекты. К субмикродефектам относят дефекты кристаллической решетки металлов, которые в зависимости от геометрических признаков подразделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Субмикродефекты обнаруживают с использованием электронно-микроскопичес-кого, рентгеноструктурного анализа. [c.85]

Многосторонняя проблема трения и изнашивания становится предметом интенсивного изучения не только техники, но и различных разделов физики, химии и механики. Достижения в области отдельных естественных наук вызывают стремление перенести их на пограничные области, к которым относятся процессы контактных взаимодействий. Однако прямые попытки переноса решения классических задач на задачи трибологии в ряде случаев сомнительны. Решение проблемы износостойкости связано с изучением II поиском закономерностей процессов в зоне контактного взаимодействия твердых тел, необходимых для разработки новых методов снижения трения и изнашивания. Одним из направлений получения дополнительных резервов повышения износостойкости пар трения является возможность управления взаимодействием дефектов кристаллической решетки металла. В этой связи исследования структурных изменений при трении представляют глубокий теоретический интерес и имеют важнейшее практическое значение. За последние годы проведено относительно большое количество исследований структуры металла при трении, которые в литературе в основном представлены в виде отдельных разрозненных публикаций. Обобщающий материал по исследованию процессов трения и изнашивания в металловедческом аспекте содержится лишь в немногих монографиях советских авторов (В. Д. Кузнецов, Б. Д. Грозин, Б. И. Костецкий, И. М. Любарский) и зарубежных (Ф. П. Боуден, Д. Тейбор, Т. Ф. Куинн). [c.3]

Действие водорода на сталь при повышенных температурах н давлениях связано с разрушением (диссоциацией) карбидной составляющей и необратимыми потерями первоначальных свойств стали. В результате обезуглероживания сталей по реакции РезС+ +2H2=f 3 Fe+ H4 происходит скопление продуктов реакции (метана) в дефектах кристаллической решетки металла. Размер молекулы метана достаточно большой и такая молекула не может диффундировать внутри металла. В результате накопления продуктов реакции возникают высокие давления газа, главным образом по границам зерен, приводящие к разупрочнению и растрескиванию границ зерен металла. Процесс обезуглероживания стали, сопровождаемый межкристаллитным растрескиванием, в результате которого резко снижаются прочностные и особенно пластичные свойства стали, называется водородной коррозией. [c.117]

Мерами, повышающими стойкость аустенитных швов против обра- зования горячих трещин, являются измельчение и дезориентирование структуры металла снижение содержания вредных примесей и элементов (серы, фосфора, кремния, водорода) обеспечение двухфазной аустенитно-ферритной, аустенитно-карбидной или аустенитно-боридной структур (там, где это допустимо) дополнительное легирование металла шва элементами, нейтрализующими. вредное влияние серы, а также элементами, тормозящими перемещения дефектов кристаллической решетки металла шва под действием нарастающих напряжений в подсолидусной области. Полезным для стойкости наплавленного металла против трещин является, по-видимому, упрочнение тела дендритов и кристаллитов (благодаря чему уменьшается концентрация дефектов решетки на границах кристаллитов) и упрочнение до некоторого оптимального уровня границ кристаллитов. При этом для межкристаллитного высокотемпературного проскальзывания, необходимого по схеме Мак-Лина [40] для зарождения и раскрытия горячей трещины, требуются более высокие напряжения и большая скорость (темп) их нарастания при охлаждении затвердевшего металла шва. [c.293]

Наиболее изучены закалочные холодные трещины [39]. Их появление связано с местным увеличением объема металла при образовании мартенсита и возникновением сварочных напряжений. Непременным условием образования закалочных (холодных) трещин является низкая температура распада аустенита (по данным Котрелла, ниже 290° С), наличие достаточно больших объемных напряжений, появление крупных игл мартенсита [39]. По экспериментальным данным, вероятность образования закалочных холодных трещин появляется при наличии в металле более 25—30% мартенсита. С увеличением толщины сваривае- мого металла возможность образования холодных трещин возрастает. Повышение содержания углерода и насыщение сварочной ванны водородом также способствуют образованию и развитию холодных трещин (рис. IV.36 [56]). После завершения кристаллизации и последующего остывания металла шва выделение из него водорода не прекращается. Даже при комнатной те.мпературе из пересыщенного твердого раствора металла может довольно длительное время выделяться водород. Причем атомы водорода выделяются не только в атмосферу, но и в мельчайшие дефекты кристаллической решетки металла и неметаллические включения, скопляясь в них в виде молекул под большим давлением. Это давление в сочетании со структурными (при у -> М-превращении объем металла увеличивается) и сварочными остаточными напряжениями обусловливают зарождение и развитие холодных трещин. [c.314]

Показана взаимосвязь механизма реализации пластической деформация с процесса , и массоперсиоса и фазообразовапия по зоне сварки разнородных металлов. Коллективные перемещения и взаимодействия дефектов кристаллической решетки в поле денстнующих сварочных напряжений способствуют транспортировке на значительные расстояния пе только химических элементов и их комплек- [c.158]

Другим примером пространственных диссипативных структур является так называемая решетка вакансионных пар, экспериментально обнаруженная Дж. Эвансом в 1970 г. при исследовании микроструктуры молибдена, облученного ионами азота. Известно,, что облучение металла быстрыми частицами (нейтронами, ионами) приводит к образованию в кристаллической решетке точечных дефектов — вакансий и межузельных атомов. При повышении температуры эти вакансии, двигаясь в кристалле, образуют сложные кластеры дефектов в виде сферических вакансионных пор и плоских дислокационных петель. Обычно такие кластеры образуют пространственно однородную систему. Однако при определенных условиях облучения вакансионные поры располагаются упорядоченно в виде правильных сверхрешеток , тип которых совпадает с типом кристаллической решетки металла и имеющих период, в сотни раз превыщающий период этой рещетки. Образование таких упорядоченных структур вакансионных пор вызвано нелинейным динамическим взаимодействием точечных дефектов с мелкими вакансионными кластерами и диффузионным взаимодействием между порами. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...