БҰзылудыҢ физикалыҚ негіздері. МикрожарыҚтардыҢ пайда болу механизмдері.

Пластикалық деформация ақ аулардың пайда болып, жинақ талуымен тү сіндіріледі: микрожарық тар, макрожарық тар жә не тесіктер(поры). Олардың туындауының физикалық сипаттамаларының негізіне дислокациялық механизм жатады. Микрожарық тардың пайда болуының бірнеше моделі бар:

1. Микрожарық тардың дә ндердің шекараларында дислокацияның жинақ талуынан пайда болуы. Кедергілерде шектік дислокациялардың тежелуі кезінде (дә ннің щекарасының, екіншілік фазаның жә не т.б.) ішкі кернеуінің артуын туғ ызатын дслокациялық жинақ талуы пайда болады, жә не де деформацияның тасымалдануының кү рделенуі кезінде дислокацияның беттесуі (слияние) мен микрожарық тардың туындауы болады.

2. Микрожарық тардың жылжу жазық тық тарының қ иылысуынан пайда болуы.

Жылжу жазық тық тарының қ иылысу аймағ ында дислокацияның жинақ талуы кезінде микрожарық тар пайда болады.

3. Дислокациялық кеуектердің пайда болуы. Жылжу жазық тық тары пластикалық деформациясы кезінде кө п шоғ ырланады, сондық тан бір жылжу жазық тығ ының дислокациялық жиынтығ ында пайда болғ ан микрожарық тар қ арама-қ арсы жазық тық тың микрожарық тарымен қ осылуы мү мкін, оның нә тижесінде микрожарық тардың мұ қ алуы (затуплениесі)мен дислокациялық кеуекпайда болады.

Сонымен, деформация кезіндегі микрожарық тардың туындау схемаларының ә р тү рлі болғ анына қ арамастан, микрожарық тың пайда болуының жалпы шартын атап ө тейік, оларғ а ә сіресе микроскопиялық ө лшемдердің аймақ тарында ү лкен кернеу туғ ызатын дислокациялық жинақ тардың болуы, кедергілер арқ ылы дислокацияның жылжуы, дә ндердің шекаралары, екіншілік фазалардың қ осылу беті, жылжу жазық тық тарының қ иылысуы.

ГРИФИТСТІҢ БҮ ЛІНУ ТЕОРИЯСЫ

Грифитстің бү ліну теориясы бойынша шарты сақ талғ анша дейін жарық шаның ө суі баяу жү реді. Мұ ндағ ы: беттік энергия; = серпімді энергия.

Жарық шаның ө лщемі критикалық критикалық шамағ а () жеткен кезде - шарты орындалады. Жарық шаның таралуы жоғ ары жылдамдық та жү реді.

Беттік энергиямен серпімді энергияның формуласы келесіде кө рсетілген:

- ү лгіге салынғ ан кернеу;

материалдың тығ ыздығ ы;

E- серпімділік модулі;

жарық шаның пішінің коэффициенті

-жарық шаның критикалық ө лшемі.

Грифиттің жалпы формуласы:

БЕРІКТІК ПЕН ИКЕМДІЛІКТІҢ КӨ РСЕТКІШТЕРІ.. СОЗЫМТАЛДЫҚ Қ А АРНАЛҒ АН СЫНАҚ ТАР.

Беріктік дегеніміз – материалдың деформация мен бұ зылуғ а қ арсы тұ ру қ асиеті.

Икемділік (пластичность) – материалдың деформацияғ а бұ зылусыз қ арсы тұ ру қ асиеті.

Беріктіктік пен иекмділікті анық таудың кең таралғ ан ә дісі – ү лгілерді сынақ тан ө ткізу. 1) созымталдық қ а. Ү лгілердің ө лшемдері ГОСТ-пен анық талады, себебі беріктік пен икемділік кө рсеткіштеріне олардың ә серін (масштабты фактор) жою ү шін.

Ү лгілер бірте-бірте артып отыратын жү ктеменің ә серімен қ армау сынақ машинасында орналастырылады. Ү лгіні созу, созудың берілген жылдамдығ ында ө ткізіледі (0, 01-ден 500 мм/сек дейін). Созудың диаграммасы автоматты тү рде координаталармен жазылып отырады: жү ктеме - ү лгінің созылуы, ол ары қ арай диаграммағ а енгізіледі; кернеу – салыстырмалы деформация.

Қ исық тың формасы бойынша механикалық қ асиеттер анық талады.

Сурет. 1- қ армау машинасы, 2- сыналатын ү лгі, 3 – экстензометр

Ү лгінің жү ктемесі кү ш ө лшейтін қ ұ рылғ ымен ө лшенеді. Ү лгінің деформациясы 2 ә діспен анық талады:

1) Ү лгінің жұ мыстық бө ліктерінде кө рсетілген белгілер бойынша немесе диаграмма бойынша жү ргізілетін есеп;

2) Экстензометр арқ ылы

Созылу диаграммасы

1) σ _п - пропорционалдық шек, ол жү ктеме деформацияғ а пропорционал болғ андағ ы диаграмманың аймағ ын анық тайтын максимал кернеу.

σ _п= (Па)

Р_п – Турасызық ты аймақ ты сипаттайтын кү ш;

F₀ - жұ мыс аймағ ындағ ы ү лгінің бастапқ ы ауданы ( кө лденең қ имасы );

Бұ рыштың тангенсі α серпінділік модуліне тең.

2) σ _у – серпінділік шегі – максималды кернеуді алып тастағ аннан кейін ү лгі ө з ө лшемдерін толығ ымен қ алпына келтіреді.

σ _п=

Р_у – созылудың серпінді аймағ ына сә йкес жү ктеме;

Тә жірибеде серпінділіктің шегі ретінде кернеу алынады, ол кернеуді алып тастағ аннан кейін тағ айындалатын деформация 0, 05℅. σ _{0, 05} ≈ σ _у

3) σ _т – ақ қ ыштық шегі – белгілі бір кернеуге жеткізгеннен кейін басталатын пластикалық деформация.

Ақ қ ыштық тың физикалық шегі созылу диаграммасының ақ қ ыштық ауданына сә йкес келеді, мұ нда деформация жү ктеменің артуынсыз артады.

σ _п=

Р_т – ақ қ ыштық ауданына сә йкес келетін жү ктеме

Созылу диаграммасындағ ы ақ қ ыштық ауданы жоқ материалдарғ а ақ қ ыштық шегі ретінде ақ қ ыштық тың шартты шегі деп аталатын мө лшер алынады, ол ү лгінің қ алдық деформациясы 0, 2℅ тең болғ андағ ы кернеуге тең.

σ _п=/F₀

4) Ү лгіні ары қ арайғ ы жү ктеу кезінде деформация жү ктеменің ө суімен сипатталады, ол дислокация тығ ыздығ ының артуымен тү сіндірілетін деформациялық беріктіктің туындауына ә кеп соғ ады. Максималды жү ктемеге жету кезінде Р_max деформация локализациясыжү реді ү лгіде мойыныпайда болады. Осы нү ктеге сә йкес келетін кернеу деформацияның уақ ытша кедергісі немесе беріктік шегі деп аталады.

σ _п=

Барлық алынғ ан беріктік мө лшерлері шартты болып саналады, так как учитываются с учетом исходной площади поперечного сечения образца F₀, а она может быть уменьшена чем в начале.

Диаграмма

1 – шартты кернеудің диаграммасы;

2 -........ истинных кернеу))))))))))))

Иілімділік

Иілімділіктің негізгі сипаттамалары:

1. Салыстырмалы ұ зындық

l_k; l₀ – ү лгінің жұ мыстық бө лігінің соң ғ ы жә не бастапқ ы ұ зындығ ы

2. Салыстырмалы тарылу

ψ = ∙ 100℅

МАТЕРИАЛДАРҒ А СЫНАҚ ЖҮ РГІЗУ. Қ АТТЫЛЫҚ Қ А СЫНАҚ ЖҮ РГІЗУ. динамикалық қ ысым тү сірілген кездегі бү ліну кө рсеткіштерін сипаттайды. Сынақ жү ргізетін машина копер деп аталады.

1 стойка

2маятик

3-храповик

4-ү лгі

5- ү лгіні бұ зғ аннан кейынгі маятник

Соқ қ ы тұ тқ ырлық бү ліну жұ мысының ү лгінің кө лденең қ имасының ауданына қ атынасымен анық талады.

А- бү ліну жұ мысы

- кө лденең қ имасының ауданы

Соқ қ ы тұ тқ ырлық материалдың соқ қ ығ а қ арсыласу қ абілетін сипаттайды.

Беріктілікке сынақ жү ргізу.

Бриннел, Роквел жә не Биккерс ә дістері кө мегімен ү лгіні қ аттылық қ а сынау.

Қ аттылық дегеніміз шартты тү рде материалғ а тыс денені енгізген кезде деформацияғ а қ арсыласу қ абілеті. Сынақ тардың тү ріне байланысты болаттан жасалғ ан шарик, алмазды конуснемесе алмазды примадикта қ олданылады.

Бриннель ә дісі бойынша қ аттылық ты анық тау ү шін сыналатын беттің ү стіне Р кү штің ә серімен болаттан жасалғ ан олшемі d=10; 5; 2, 5мм тең болатыншарикпен жү ргізіледі. Ү лгіге батыру 10-20 сек аралығ ында. Осы ұ зақ тық автоматты тү рде қ ондырғ ымен анық талып, қ аттылық саны белгілі бір кү штің қ алдыратын іздің жазық тығ ына қ атынасымен анық талады.

Мұ ндағ ы: D-шариктің диаметрі

d- ізінің диаметрі

Осы ә діс тө зімсіз болаттан джасағ ан жә не тү сті металдардан жасалғ ан бұ йымдардың қ аттылығ ын анық тау ү шін қ олданылады.

Роквелл ә дісі бойынша диаметрі, 1-6 мм болатын болаттан жасалғ ан шариктің батыруымен С жә не А шкаласы қ олданылады. Қ ысым тү сіру 2 сатымен жү реді. Бастапқ ыда 10кг тү сіреміз.ары қ арай индектордың негізгі кү ш тү сірілуі: конус ү шін -60 кг, А шкаласы бойынша шарик ү шін -100кг, В шкаласы бойынша, 150 кг конус ү шін С шкаласы бойынша.

Қ аттылық белгіленеді: HRA, HRB, HRC. Ө лшем бірліктерін твердометр автоматты тү рде кө рсетеді. Бриннел мен Роквелл ә дістері ү шін сыналаиын ү лгінің ү стің гі беті алдын-ала дайындалуы керек. Бриннел ә дісі ү шін механикалық ө ң деу жү ргізіледі. Ал Роквелл ә дісі бойынша ү стің гі беті ғ ана ө ң деледі.

Қ олданылатын шкалалар: HRA – қ атты болат ү шін;

HRB-қ аттылығ ы орташа болаттың термиялық жолмен беріктендірілген болаттар ү шін;

HRC- қ аттылығ ы аса жоғ ары, тө зімді болаттарғ а арналғ ан.

Виккерс ә дісі бойынша жылтырланғ ан бетке алмаздан жасалынғ ан 4 бү йірі бар пирамиданы батырумен анық талады, қ аттылық саны қ ысымның пайда болатын ізінің ауданына қ атынасымен анық талады:

Виккерс ә дісінің ерекшелігі: жұ қ а қ абатты беттерден тұ ратын материалдардың жә не ауқ ымды материалдардың қ аттылығ ын анық тауда қ олданылады. Микроқ аттылық ә дісі материалдардың микроқ ұ рылымын зерттеген кезде қ олданылады. Қ ондырғ ының маркасы ПНТ-3. Индикаторғ а тү сетін қ ысымның мө лщері 5-200 гр.