Пластические свойства кристаллических твердых тел

ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.128]

Настоящая глава посвящена главным образом интерпретации пластических свойств кристаллических твердых тел на основе представлений теории дислокаций. Пластические свойства— текучесть и скольжение — связаны с необратимой (пластической) деформацией, а упругие свойства — с обратимой (упругой) деформацией. Ниже мы увидим, что дислокации играют определенную роль в процессах роста кристаллов. [c.691]

Это связано с тем, что механизм основных процессов, определяющих механические свойства реальных твердых тел — пластической деформации и разрушения — нельзя понять, не используя геометрии и свойств дефектов кристаллической решетки. Теория дефектов кристаллов — это бурно развивающийся в настоящее время раздел теории твердого тела огромное количество работ посвящено также экспериментальному [c.415]

За последние десятилетия в физике твердого тела получило широкое распространение представление о несовершенствах кристаллической решетки, называемых дислокациями. Этим несовершенствам приписывается основная роль при объяснении ряда особенностей поведения реальных кристаллов. Механизм пластической деформации, ползучести, разрушения, рассеяния энергии при циклическом деформировании связываются большинством современных авторов с перемещением дислокаций внутри кристалла. Дислокационные представления используются также для объяснения механизма роста кристалла. Возможные дефекты кристаллической решетки не ограничиваются, конечно, одними дислокациями этим термином называются дефекты особого рода, обладающие совершенно определенными свойствами. Однако дислокационные представления, как оказалось, имеют настолько общий характер, что на их основе можно построить очень большое количество разного рода моделей, объясняющих те или иные свойства реального кристалла, и выбрать из этих моделей те, которые наилучшим образом отвечают опытным данным. [c.453]

На чистой металлической поверхности адсорбционные процессы протекают очень быстро. Прежде всего адсорбируется кислород воздуха. Под действием сил притяжения металлической поверхности молекулы кислорода диссоциируют на атомы, которые, растекаясь по поверхности металла, химически с ним взаимодействуют, образуя пленку окислов. На этой пленке продолжают адсорбироваться из окружающей среды молекулы кислорода и органических веществ. Особенно прочно на поверхности металлов удерживаются частицы поверхностно-активных органических веществ. По данным В. В. Дерягина, адсорбированный слой достигает толщины 0,1 мкм. Адсорбированные молекулы ориентированы в некотором порядке, аналогичном кристаллической решетке твердого тела. Механические свойства адсорбированного слоя приближаются к свойствам твердого тела. Граничные смазочные слои обладают способностью повышать сопротивление давлению (упругость). При больших давлениях у относительно мягких твердых тел пластическое течение начинается одновременно или даже ранее граничных слоев, их покрывающих, т. е. граничный слой не выжимается даже при высоких давлениях. По данным акд. П. А. Ребиндера, износ поверхности происходит и при наличии масляной пленки между трущимися поверхностями. Даже при больших контактных напряжениях пленки не разрушаются, и, несмотря на то, что поверхностные слои металла покрыты пленкой, они все же упруго и пластически деформируются. Не разрушаясь при механичес- [c.191]

Пластичность - это свойство твердых тел под действием внешних сил изменять свою форму и размеры без разрушения и сохранять их в виде остаточной деформации после снятия этих сил. Пластическая деформация кристаллических тел проявляется в результате смещения атомных слоев по плоскостям скольжения под действием внешних сил. Чем больше плоскостей сдвига образуется в объеме материала, тем более он пластичен, тем при меньших напряжениях деформируется заготовка. [c.394]

Эти представления советских физиков о дефектах кристаллической структуры реальных кристаллов оказались весьма плодотворными при теоретическом анализе разнообразных явлений и свойств твердых тел и были затем развиты в работах зарубежных исследователей — Шоттки [92], Вагнера [93], Мотта [143, Зейтца [13],Иоста [94] и других. Современная теория ионной проводимости кристаллов основана на идее существования дефектов в виде пустых анионных и катионных узлов. Возрастание ионной проводимости под действием пластической деформации кристалла объясняется увеличением концентрации именно таких дефектов [95]. [c.38]

Существуют два свойства твердых тел, которые совершенно невозможно понять, если считать, что кристаллическая структура является совершенной. Первое из них — пластическая деформация твердых тел при больших напряжениях. Представим себе совершенный кристалл, к которому приложено сдвиговое напряжение, стремящееся вызвать скольжение атомных плоскостей относительно друг друга. Естественно ожидать, что упругая энергия будет увеличиваться до тех пор, пока не будет достигнуто некоторое критическое значение, после чего атомные плоскости сдвинутся на одно межатомное расстояние (фиг. 137). Если мы попытаемся оценить напряжение, необходимое, чтобы вызвать такой сдвиг, мы найдем, что оно исключительно велико по сравнению с теми напряжениями, которые наблюдаются в реальных кристаллах при сдвиге. [c.502]

Известно, что пластическая деформация кристаллических твердых тел осуществляется путем перемещения дефектов кристаллического стооения (О) (точечных, линейных, планарных, объемных). Описанию деформации с помощью анализа свойств, взаимодействия, рождения на источниках, подвижности, исчезновения и взаимопревращения О посвящено большое количество работ исследователей разных стран, 3 том числе отечественных (см., например, [1—9]). Следует отметить приоритет советских ученых в изучении развитой деформации с учетом взаимосогласованного поведения О. Это прежде всего касается представлений о многоуровневом развитии деформации (В Е. Панин) и теории носителей ротационной деформации — дисклинаций (В. А. Лихачев). [c.58]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

ТВЕРДОСТЬ — сопротивление материала местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела -наконечника ТЕКСТУРА < — анизотропия свойств вещества, возникающая в процессе его формирования под влиянием механических, тепловых, магнитных или электрических воздействий кристаллическая — преимущественна я ориегттация кристаллических зерен в поликристаллах магнитная — преимущественная пространственная ориентация осей легкого намагничивания в поликристаллических ферромагнитных и ферримагнитных образцах, приводящая их к анизотропии) [c.280]

Опыты Треска в области текучести, выполненные столетие назад, все еще неудовлетворительно объяснены с позиций экспериментатора, мыслящего в терминах количественных соотношений. В последнее время наши знания в области физики больших деформаций существенно пополнились новыми фактами в связи с опытами в таких направлениях, как термопластичность, динамическая пластичность и пластичность монокристаллов. Среди множества обна руженных фундаментальных физических фактов имеется и тот, что пластическая деформация кристаллов неоднородна. Экспериментально установлено, что для полностью отожженных кристаллических тел уравнения состояния должны включать переходы второго порядка при фиксированных углах сдвига, дискретное (квантованное) распределение форм деформаций и эффект Савара — Массона. Раньше или позднее, соответствующее развитие теории континуума для этого класса твердых тел должно включить учет этих явлений. С другой стороны, касаясь эластичности резины при больших деформациях, прогресс был достигнут при сопоставлении нелинейной теории упругости и эксперимента, но свойства этого [c.382]

При исследованиях процессов в зоне контактного взаимодействия твердых тел обычно встречаются с трудностями, связанными, с одной стороны, с противоречив выми данными исследований состояния поверхностей трения. К ним относятся результаты, показывающие неоднозначность влияния поверхностно-активной среды, типа кристаллической структуры, распределения плотности дислокаций и т. п. С другой стороны, эти сложности определяются отсутствием литературы, посвященной детальному сопоставлению различных методов исследования, их возможностей, преимуществ и недостатков при анализе поверхностей трения. Совершенно естественно, что в одной книге авторы не могли обсудить и решить все основополагающие вопросы трения и изнашивания, однако попытались привести и проанализировать наиболее важные и перспективные, по мнению авторов, направления анализа структуры и методы изучения поверхностных слоев металла, деформированного трением, и показать в этой связи некоторые специфические особенности. Так, представления о закономерностях структурных изменений при пластическом деформировании рассмотрены с новых позиций развития в объеме и поверхностных слоях материала деструкционного деформирования — накопления микроскопических повреждений в процессе деформирования. Большое внимание уделено диффузионным процессам при трении, как одному из факторов, доступному для управления поведением пар трения. До сих пор фактически нет данных о характере перераспределения легирующих элементов контактирующих материалов, которые кардинально изменяют свойства поверхностных слоев и, следова тельно, механизм контактного взаимодействия. Более того, вообще нет сведений о структурных изменениях в поверхностных, слоях толщиной 10" —10 м, определяющих в ряде случаев поведение твердых тел в процессе деформирования. В связи с этим описан специально разработанный метод анализа слоев металла указанной толщины, а также показана его перспективность при изучении поверхностей трения и, главное, при разработке комплексных критериев процесса трения для создания оптимальных условий на контакте, реализации явления избирательного переноса. [c.4]

В аспекте изучения чувствительности процесса деформации твердых тел к свойствам смазочной среды интересна работа [44], в которой исследовано влияние типа кристаллической решетки металлов на интенсивность износа при трении в разных смазочных средах. Во всем диапазоне испь1тываемых нагрузок наблюдали увеличение упрочнения, снижение степени разрушения поверхности по сравнению с сухим трением. Пластифицирующее действие ПАВ при трении зависит от типа кристаллической решетки. Так, если для кобальта влияние ПАВ незначительно (известно, что металлы с ГПУ решеткой в процессе пластической даформации слабо упрочняются из-за малого числа систем скольжения), то при трении в среде с ПАВ никеля и железа наблюдают существенное упрочнение и снижение степени разрушения поверхности по сравнению с сухим трением. Степень упрочнения для никеля больше, чем для железа, а степень разрушения поверхности меньше При трении с ПАВ по сравнению с сухим трением. Отмеченные экспериментальный данные объясняются тем, что ПАВ снижают свободную поверхностную энергию для металлов с ГЦК решеткой на большую величину, чем для металлов с ОЦК решеткой. Авторы констатируют, что пластифицирующее действие ПАВ при трении определяется типом кристаллической решетки испытываемых металлов. [c.48]

Применение рентгеновских дифракционных методов определило возможности выявления связи свойств твердых тел с их структурой в широком смысле слова при этом под структурой понимают не только строение кристаллической решетки, степень ее дефектности, но и величину кристаллов, их напряженность и ориентацию, фазовый состав изучаемого объема, характер распределения легирующих элементов и примесей. Метод позволяет глубоко изучить структурные изменения в металлах и сплавах при пластической деформации, термической обработке, разнообразных температурных (высоких и низких), силовых (однонаправленных, циклических) воздействиях, проникающем излучении. Благодаря богатой информативности рентгеноструктурный анализ используют в практических целях при установлении оптимальных технологических режимов изготовления изделий, офаботке и эксплуатации самых различных материалов. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...