Каков механизм процесса деформации. Чем объясняется.

Виды деформации и их определения.

Упругой (обратимой) называется такая деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия нагрузки. Она вызывает не большое упругое смещение атомов относительно друг друга. После снятия нагрузки под действием внутренних сил они возвращаются в походное состояние.

Пластической (необратимой) называется такая деформация. Которая не исчезает после прекращения действия нагрузки. При пластическом деформировании одна часть кристалла перемещается (сдвигается) по отношению к другой. После снятия нагрузки перемещённая часть кристалла не возвращается на старое место, деформация сохраняется.

Какова природа пластичности металлов.

Представляя расположение атомов, образующих зерно металла, строго закономерным, можно предполагать, что и смещение частей зёрен при деформации металла должно происходить также закономерно. Опыт, подтверждает справедливость такого предположения - смещения в кристаллической решетке зерна осуществляются по определенным плоскостями.

Направления. В зависимости от особенностей этих смещений различают смещение скольжения и двойникованием.

Смещения скольжением в кристаллической решетке происходят по плоскостям и направлениям, вдоль которых атомы располагаются наиболее плотно.

Каков механизм процесса деформации. Чем объясняется.

Перемещение (скольжение) одной части кристалла по отношению к другой происходит преимущественно по направлению или по плоскости с наиболее плотно расположенными атомами. Это объясняется тем, что расстояние между соседними плоскостями с большей плотностью атомов 1 - 1; 2 - 2) наибольшее, следовательно, связь между этими атомными плоскостями наименьшая. При перемещении по плоскостям и направлениям с наименьшей плотностью атомов (3 - 3; 4 - 4) потребуются большие сдвигающие усилия, так как в этом случае атомы в большей степени сближена в соседних плоскостях.

Представим теперь, каким же образом происходит изменение формы зёрен, если деформация осуществляется смещением по плоскостям скольжения. На зерно (рис, 2а) действует внешняя сила Р При этом на плоскостях скольжения, ориентированных под углом, не равным 0° или 90°, возникает касательные напряжения, стремящиеся сдвинуть части зерна относительно друг друга. Одновременно со сдвигом часть зёрен повернётся в направлении растяжения (рис. 2б). До деформации зерно имело округлую форму. После деформации в результате смещений по плоскостям скольжения и поворота этих плоскостей зерно приняло вытянутую форму.

а. б. в.

Рис. 2. Изменение формы зерна: а)- исходное состояние; б) - после деформации скольжением; в) - после деформации двойникованием.

Смещения путём двойникования имеет иной характер. При двойникований перемещение частей зёрен относительно друг друга под действием касательных напряжений сопровождается изменением ориентировки кристаллической решетки. Смещенная часть становится как бы зеркальным отражением оставшейся неподвижной части кристалла (рис. 2в). Деформация двойникованием наблюдается реже. Преимущественное развитие двойникования происходит при деформации в условиях пониженных температур, ударном действии нагрузок и при деформации металлов, имевших гексагональную решетку.

Видимой линии скольжения соответствует не одна атомная плоскость, а тонкий слой, в котором движутся атомы, сопровождавшие смешение одной части кристалла относительно другой. Часть кристалла, заключённая между омежники плоскостями скольжения, называется пачкой скольжения.

Рассмотренная картина скольжения является формальным наблюдением деформации, так как процесс скольжения нельзя представить себе как одновременное перемещение всех атомов, находящихся в плоскости скольжения. Чтобы произвести групповое перемещение атомов, лежащих в плоскости скольжения, требуются напряжения (усилия), в сотни раз большие, чем реальные напряжения скольжения. Например, теоретическая прочность скольжения больше реальной для монокристалла железа в 100 раз, алюминия - в 500 раз, меди - в 1540 раз. Такое большое расхождение между теоретической и реальной прочностью металлов вызвано наличием в реальных кристаллах многочисленных дефектов кристаллической решетки.