6. Виды деформаций. Механизм упругой и пластической деформации. Характеристики упругости и пластичности.

Деформация – изменение размеров и формы тела под действием внешних сил. Деформации подразделяют на упругие и пластические.

Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания дейст-вия приложенных сил. В основе упругих деформаций лежат обратимые смеще-ния ионов металлов от положений равновесия. При упругой деформации сохра-няется пропорциональная зависимость между деформирующими силами и смещениями катионов металла. В основе пластических деформаций лежат необрати-мые смещения ионов на значительные расстояния от исходных положений рав-новесия. При пластической деформации линейная связь между напряжением и деформацией обычно отсутствует. Способность металла пластически деформиро-ваться называется пластичностью.

Результатом пластического деформирования является смещение одной части кристалла относительно другой. Пластическая деформация твердых тел в основ-ном осуществляется скольжением. Скольжение или смещение отдельных частей кристалла совершается под действием касательных напряжений. Оно осуществ-ляется в плоскостях и направлениях с наиболее плотной упаковкой атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее. Металлы, имеющие большое количество та-ких плоскостей и направлений (с кубической кристаллической решеткой), явля-ются наиболее пластичными. Кристаллическая решетка ГПУ обладает низкими пластическими свойствами.

Рис.2 Механизм пластической деформации

Механизм упругой деформации заключается в увеличении средних расстояний между атом ами и молекулами при растяжении, деформация сопровождается возрастанием объема тела ( длины) и ее развитие связано с изменением потенциальной энергии системы.

Характеристики пластичности после разрыва

 Пластичность – способность материала получать остаточные изменения формы и размеров после снятия нагрузки.

Пластичность материала характеризуют следующими параметрами.

1. Относительное удлинение после разрыва

 ε=((l-l₀)/l₀)*100% = (Δl/l₀)*100%;

l₀ – начальная длина рабочей части; l – длина рабочей части под действием усилия;  Δl -абсолютное удлинение образца после разрыва.

2. Относительное сужение после разрыва

ε=((A₀-A)/A₀)*100% = (ΔА/A₀)*100%  

 где А_к и А₀ – конечная и начальная площади поперечного сечения образца, соответственно; ΔА - абсолютное сужение образца после разрыва.

7. Энергетические условия и механизм процесса кристаллизации металлов и сплавов.

Кристаллизация металлов. Любое вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном. Возможен переход из одного состояния в другое, если новое состояние в новых условиях является более устойчивым, обладает меньшим запасом энергии. Кристаллизация - переход Ме из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической решетки.

Энергетические условия процесса кристаллизации. С изменением внешних условий свободная энергия G изменяется по сложному закону различно для жидкого и кристаллического состояний. Выше температуры T_s вещество должно находиться в жидком состоянии, а ниже T_s - в твердом. При температуре равной T_s жидкая и твердая фаза обладают одинаковой энергией, металл в обоих состояниях находится в равновесии, поэтому две фазы могут существовать одновременно бесконечно долго. Температура T_s (Т_пл)- равновесная или теоретическая температура кристаллизации. Для начала процесса кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Это возможно при охлаждении жидкости ниже температуры T_s Температура, при которой практически начинается кристаллизация называется фактической температурой кристаллизации (Т_к).