Деформация кристаллов гексагональных металлов

ДЕФОРМАЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.201]

Наряду со скольжением пластическая деформация гексагональных металлов может осуществляться также двойникованием, которое происходит (см. гл. III) в том случае, если ось деформации образует малые углы с гексагональной осью и базисной плоскостью. Если ось кристалла близка к базисной плоскости, то касательное напряжение в базисной плоскости очень мало, тогда как в призматических и пирамидальных плоскостях оно может иметь довольно большую величину в зависимости [c.202]

Кривые деформации гексагональных металлов линейны до очень больших деформаций (у 2п до 500% сдвига). Величина коэффициента упрочнения у гексагональных кристаллов в стадии легкого скольжения меньше, чем у кубических. Влияние ориентировки на ход и характер кривой-деформации для гексагональных кристаллов меньше, чем для г. ц. к., что является прямым следствием того, что деформация проходит по плоскости базиса. Процесс деформации усложняется в зависимости от угла Хо между плоскостью базиса и осью растяжения образца [17] [c.129]

Скольжение при пластической деформации кристалла может происходить в одном направлении для всех слоев, как показано на примере зерна 5 (см. рис. 127, д) и на рис. 130, а, или в симметрично противоположных направлениях (рис. 130, б), когда группа слоев занимает зеркально-симметричное положение относительно другой группы. Такую деформацию называют двойникованием, группы слоев — двойниками скольжения, а плоскость АА — плоскостью двойникования. Двойникование наблюдается при деформации латуни, аустенита и других металлов и сплавов с гранецентрированной кубической и гексагональной решетками. [c.242]

В однофазных о. ц. к. и г. ц. к. поликристаллах скольжение в смежном кристаллите происходит относительно легко, так как из-за большого числа систем скольжения в соседних кристаллитах всегда найдется благоприятная ориентировка для скольжения. Барьерное упрочнение в таких металлах не будет эффективным вплоть до высоких напряжений. В указанном случае различие в упрочнении и пластичности моно- и поликристаллов будет не столь резким. Барьерное упрочнение важно для металлов с гексагональной решеткой, деформируемых при комнатной температуре. В этих условиях есть только одна плоскость легкого скольжения, и лишь немногие зерна ориентированы благоприятно по отношению к приложенному напряжению. Поэтому гексагональные монокристаллы, ориентированные для базисного скольжения, медленно наклепываются вплоть до значительных деформаций, а поликристаллические образцы (рис. 137) упрочняются гораздо быстрее. Пластичность поликристалла значительно меньше пластичности монокристалла. С повышением температуры возможно скольжение в плоскостях, кроме базисной (см. гл. III и IV), при этом поликристаллические образцы проявляют большую пластичность и меньшую склонность к наклепу. [c.226]

Имеются, однако, специфические условия деформации, когда на стадии возврата может быть достигнуто полное восстановление свойств отожженного металла. Этот случай возможен, если деформация ограничивалась стадией легкого скольжения (в одной системе). Наиболее характерной в этом смысле является деформация гексагональных кристаллов, благоприятно ориентированных для базисного скольжения. [c.303]

Двойникование часто встречается в металлах с гексагональной и гранецентрированной кубической решеткой. Области сдвигов при двойниковании включают множество атомных слоев. По сравнению с исходным состоянием (ДО пластической деформации, рис. 55, а) атомы в каждом слое при двойниковании сдвигаются на одно и то же расстояние относительно слоя, лежащего под ним (рис. 55, б). В результате двойникования возникают двойниковые полосы, внутри которых расположение атомов является зеркальным отражением структуры решетки соседних частей кристалла. Если при скольжении металлы упрочняются (наклепываются), то при двойниковании они обычно разупрочняются. [c.77]

Пластическая деформация некоторых металлов, имеющих плотно упакованные кубические или гексагональные решетки, кроме скольжения может осуществляться двойникованием (рис. 25, д), которое сводится к переориентации части кристалла в положение, симметричное по отношению к части, не изменившей ориентацию относительно плоскости, называемой плоскостью двойникования. [c.83]

Легкость, с которой осуществляется деформация металла, сильно зависит от того, насколько направление действующих сил совпадает с направлением плоскости возможного сдвига. Деформация облегчается, когда срезающая сила параллельна плоскости сдвига. В гра-нецентрированной кубической решетке сдвиг происходит в плоскости, перпендикулярной пространственной диагонали куба. Плоскости подобного рода можно провести в четырех разных направлениях, и, следовательно, деформация осуществляется сравнительно легко, так как всегда какая-либо из плоскостей кристалла окажется близко расположенной к направлению действия сил. Труднее деформируются металлы с гексагональной решеткой, так как здесь сдвиг может происходить в единственной плоскости основания призмы. [c.8]

При деформации двойникованием перемещение частей зерен друг относительно друга под действием касательных напряжений сопровождается изменением ориентировки кристаллической решетки. Смещенная часть становится как бы зеркальным отражением неподвижной части кристалла (рис. 37, д). Двойникование наблюдается реже, чем скольжение, в частности, оно происходит в случае деформации при повышенных температурах, ударном действии нагрузок и при деформации металлов, имеющих гексагональную решетку. Пластическая деформация металлов осуществляется в основном за счет скольжения. Двойникование в ряде случаев сопутствует деформации скольжением. [c.115]

Для кристаллов гексагональных металлов отношение ja отличается от с/а= 1,633 для идеальной плотноупа-кованной решетки это отношение влияет на относительную плотность упаковки различных плоскостей и, следовательно, на характеристики скольжения при пластической деформации (табл. 10). [c.201]

Деформац. двойникование часто встречается у кристаллов средней и низшей категорий симметрии, имеющих сложные многоатомные элементарные ячейки, выраженную ковалентную составляющую межатомной связи. Наблюдается оно и у металлов, В металлах с гексагональной плотноупакованяой решёткой (Геке. ПУ) деформац. двойникование связано с ограниченностью набора действующих систем скольжения. Во мн. кристаллах гексагональной сингонии при низких темп-рах векторы Бюргерса дислокаций лежат в плоскости базиса, Такие дислокации не в состоянии осуществить сдвиг материала в направлении, перпендикулярном плоскости базиса. Если же он геометрически необходим, то произвести его может лишь независимая мода деформации, к-рой и является двойникование. Даже в пластичных металлах с Геке. ПУ решёткой, таких, как а — Т(, двойникование наблюдается на самых ранних этапах пластич. деформации (рис. 5). [c.633]

Поскольку поверхностная энергия является заметной величиной по сравнению с объемной, то из условия (3.1) следует, что для понижения полной энергии системы более выгодна такая деформация кристалла, при которой поверхностная энергия будет понижаться. Подобное понижение может быть реализовано изменением кристаллической структуры наночастицы по сравнению с массивным образцом. Поверхностная энергия минимальна для плотноупакованных структур, поэтому для нанокри-сталлических частиц наиболее предпочтительны гранецентри-рованная кубическая (ГЦК) или гексагональная плотноупако-ванная (ГПУ) структуры [7, 8], что и наблюдается экспериментально. Так, электронографическое исследование нанокристаллов ниобия, тантала, молибдена и вольфрама размером 5—10 нм показало [199], что они имеют ГЦК- или ГПУ-структуру, тогда как в обычном состоянии эти металлы имеют объемно центрированную кубическую (ОЦК)-решетку. В наночастицах бериллия и висмута найдены кубические фазы, хотя в массивном состоянии эти элементы имеют ГПУ-решетку [200]. Массивные кристаллические образцы гадолиния, тербия и гольмия имеют ГПУ-структуру. Авторы [201, 202], изучившие структуру частиц Gd, ТЬ и Но размером от 110 до 24 нм, обнаружили в них следы ГЦК-фазы и показали, что с уменьшением размеров в частицах растет содержание ГЦК-фазы и уменьшается количество ГПУ-фазы. В нанокристаллах Gd размером 24 нм ГПУ-фаза, характерная для массивных образцов, вообш е отсутствовала. Однако в [10] высказано сомнение в правильности выводов [201, 202] о ГПУ—ГЦК-переходе, так как наблюдавшиеся на рентгенограммах наночастиц Gd, Td и Но дифракционные отражения могли принадлежать низкотемпературным кубическим модификациям оксидов этих металлов. Уменьшение размера частиц некоторых элементов (Fe, Сг, d, Se) приво ило к потере кристаллической структуры и появлению аморфной [200, 203]. В обзоре [198] отмечено, что понижение поверхностной энергии частицы может происходить путем не только полного изменения ее кристаллической структуры, но и некоторой деформации структуры. Например, малые частицы могут иметь [c.63]

В гексагональных металлах (цинке, кадмии, магнии) обычно отмечается линейная зависимость между напряжением и деформацией на всем протяжении деформирования, особенно в области низких и высоких температур. При этом скорость деформационного упрочнения сильно зависит от температуры, но при низких температурах кривая утрачивает температурную зависимость. Для металлов с о. ц. к. решеткой наблюдается сильная зависимость кривой деформации от температуры. Во многих случаях пластическая деформация развивается путем двойнико-вания — однородного сдвига, при котором одна часть кристалла становится зеркальным отображением другой. Двойникование [c.290]

Впервые A.B. Степановым в 1935 г. было обнаружено, что диаграмма напряжение-деформация кристаллов Na l начинается с линейного участка с малым углом наклона, затем наблюдается другой линейный участок с большим наклоном, и наконец, наступает третья стадия, когда коэффициент упрочнения снова уменьшается [4]. Впоследствии было обнаружено, что аналогичные трехстадийные кривые упрочненения наблюдаются у монокристаллов ГЦК-металлов (рис. 2.1). На этой кривой выделяют стадию легкого скольжения, линейного упрочнения и стадию параболического упрочнения [5] (в ряде работ на этой диаграмме выделяют также нулевую стадию). В работе [6] за нулевую стадию принята стадия прохождения фронта Людерса-Чернова. подобные стадии хорошо выражены в гексагональных кристаллах и иногда проявляются при деформации ОЦК-металлов. Детальный анализ процессов стадийности пластической деформации монокристаллов дан в работах [5, 7, 8]. [c.37]

Способность поликристаллических металлов к значительным пластическ1ш деформациям выражена обычно тем слабее, чем большей пластичностью обладают отдельные зерна. Это объясняется тем, что максимальная пластичность свойственна такш металлическим монокристаллам, которые имеют единственную плоскость скольжения, как например монокристаллы гексагональной системы (цинк, кадмий). Увеличение числа возможных плоскостей скольжения ведет к снижению пластичности и возрастанию прочности (монокристаллы кубической системы). Но наличие одной единственной системы скольжения, как в кристаллах гексагональной структуры, приводит к повышению хрупкости поликристаллических металлов в [c.57]

Барьерное упрочнение для чистых ГЦК-металлов невелико, так как среди большого числа систем скольжения, близких друг к другу в связи с особенностями симметрии этих кристаллов, в соседнем зерне всегда найдется благоприятная для скольжения ориентировка [14, 252]. В ОЦК-металлах механизм эстафетной передачи деформации через границы зерен дополнительно затрудняется из-за повышенной склонности этих металлов к сегрегации примесей внедрения [9]. Барьерное упрочнение, как отмечается в [14], более эффективно для металлов с гексагональной решеткой, деформируемых при комнатной температуре. В этих условиях есть только одна плоскость легкого скольжения, и лишь немногие зерна ориентированы благоприятно по отношению к приложенному напряжению. Поэтому монокристаллы с ГПУ-решеткой, ориентированные для базисного скольжения, медленно наклепываются вплоть до значительных деформаций, а поликристалли-ческие образцы упрочняются значительно быстрее. [c.114]

В работе [70] проанализирован фазовый состав соединений, формирующих защитную медную пленку, при работе стальных образцов в среде высокоминерализованных растворов с медьсодержащими добавками (одна из модификаций избирательного переноса). Установлено, что исследуемая пленка состоит из трех слоев непосредственно к металлу примыкают,соединения железа (подложка) типа РсгОзНаО, Ре(0Н)2, РеОС1, затем промежуточный слой, представленный соединением смешанного типа [Си—Mg] и [Си—Ре], и далее группа соединений меди, образующих слой регенерации. Соединения, входящие, в состав пленки, сильно аморфизированы, обладают однотипной- гексагональной симмет- I рией решетки и пластинчатым габитусом, поэтому они кристалло- химически и структурно аналогичны, что свидетельствует о возможности закономерного фазового срастания их при формировании непрерывного защитного слоя (пленки), легкого смещения таких пластинчатых слоев, т. е. способности легко воспринимать деформацию. [c.102]

Метод линий скольжения известен и используется достаточно давно. С его полмощью было установлено, что скольжение и сдвиги в кристаллах при низкотемпературной деформации идут вдоль определенных для каждого типа решетки кристаллографических плоскостей и направлений. Направление скольжения всегда лежит в своей плоскости скольжения. Их совокупность есть система скольжения. В металлах может действовать одна или одновременно несколько систем скольжения, однако все эти системы относятся обычно к одной — двум кристаллографическим ориентациям, характерным для каждого металла и определяемым типом его решетки. В табл. 3 приведены плоскости и направления преимущественного скольжения в металлах с наиболее распространенными кристаллическими решетками гранецентриро-ванной кубической (г.ц.к.), гексагональной компактной (f.K.) и объемноцентрированной кубической (о.ц.к.). [c.47]

Результаты исследований Андраде и Чалмерса показывают, что в металлах с гексагональной структурной решеткой наблюдается изменение электросопротивления при пластической деформации [12]. Изменение электросопротивления связывается с процессом, названным позоротом зерен . Поворот зерен, конечно, имеет кристаллографический характер и представляет собой процесс скольжения, при котором зерна удлиняются в направлении деформации, а плоскости скольжения поворачиваются. В этих условиях, если отдельные кристаллы поликристаллических образцов имеют различную электропроводность в разных кристаллографических направлениях, должно происходить изменение электросопротивления. [c.85]

В кристалле. Деформация металлов начинается обычно со сдвигов по этим плоскостям легчайшего скольжения и при усилии тем меньшем, чем удобнее расположены указанные плоскости сдвига по отношению к действующему усилию. Схематически подобные сдвиги при растяжении однокристального цилиндрического образца показаны на фиг. 30, из которой ясно видно, что растяжение образца заключается в многочисленных скольжениях тонких слоев металла (называемых пачками или блоками частиц) друг относительно друга. Данный образец (фиг. 30, а) представляет однокристалл цинка в виде гексагональной призмы, основание (поперечное сечение) которой показано вверху. Эта плоскость является плоскостью легчайшего сдвига и на схеме (фиг. 30, б, в) видно, что по этому направлению произошли сдвиги пачек частиц в кристалле-образце. [c.39]

Цинк имеет плотноупакованную гексагональную структуру с периодами рещетки а=0,26595 нм, с= = 0,49368 нм. Аллотропических превращений цинк пе испытывает. Температура плавления 419° С. Плотность при комнатной температуре 7,14 г/см . Цинк отличается достаточно хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в пресной воде и поэтому его широко используют для защитных покрытий кровельного железа и изделий из него (ведра, баки). Цинк, как и все металлы с гексагональной структурой, обладает ярко выраженной анизотропией свойств. Это проявляется в различии механических и физических свойств по разным направлениям в кристаллах и в деформированных полуфабрикатах, в которых при деформировании возникает текстура. При деформировании цинка в металле происходит скольжение по плоскости базиса. При этом кристаллы поворачиваются так, что плоскость базиса становится параллельной направлению главной деформации. [c.230]

При скольжении наблюдается взаимный сдвиг частей кристалла по определенным кристаллографическим плоскостям плоскостям скольжения) и направлениям направлениям скольжения), образующим системы скольжения Ллоскост и направления скольжения отличаются повышенной плотностыо упаковки атомов. На предложенных рисунках показаны плоскости и направления скольжения в кристаллах с решетками ГЦК (рис. 2.6), ОЦК (рис. 2.7) и ГПУ (рис. 2.8). Видно, что в металлах с ГЦК- и ОЦК-решетками значительно больше систем скольжения, чем в металлах с решеткой ГПУ. Поэтому металлы с гексагональной решеткой обладают пониженной пластичностью и труднее, чем металлы с кубической структурой, поддаются прокатке, штамповке и другим видам деформации. [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...