14. Экспериментальные закономерности пластической деформации. Механические свойства и их характеристики.

Пластическая деформация - деформация которая сохраняется после прекращения действия внешних сил.. Пластическая деформация – необратимая деформация. При снятии нагрузки устраняется лишь упругая составляющая деформации. Часть деформации, которую называют пластической, остается. При пластической деформации необратимо изменяется структура металлов, а следовательно, и ее свойства.

Пластическая деформация происходит в том случае, когда атомы смещаются на расстояние большее параметра решетки.

Все механические свойства подразделяются на 2 группы:

1) Упругие – обусловлены упругой деформацией, при которой после снятия нагрузки тело восстанавливает свои форму и размеры.

2) Свойства, обусловленные пластической деформацией, при которой изменяется форма и размеры тела, и эти изменения сохраняются после снятия нагрузки.

15. Механизмы пластической деформации: скольжение, двойникование, механизм теоретической прочности, механизм диффузионной ползучести.

1. Скольжение осуществляется в результате перемещения в кристалле дислокаций. Скольжение в кристаллической решетке протекает по плоскостям и направлениям с наиболее плотной упаковкой атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее, тем самым, образуя систему скольжений (точки скольжения). Когда дислокации выходят на поверхность кристалла на ней образуется ступенька.

Двойникование – переориентация (поворот) одной части кристалла в положение, симметричное по отношению к другой части относительно плоскости, называемой плоскостью двойникования .

Вдоль определенных плоскостей и направлений кристалла происходит кооперативный сдвиг атомов на расстояние меньшее межатомного (а) с образованием зеркально отраженной относительно плоскости сдвига кристаллической решетки .

Этот механизм характерен для кристаллов с ГЦК решеткой (К12) - алюминий, медь, серебро, золото.

При повышенных температурах Т  0,7 Тпл реализуется механизм диффузионной ползучести, при котором движение дислокаций обеспечивается их взаимодействием с точечными дефектами.

Потеря геометрии в данном случае возможна при напряжениях, много меньших предела текучести.

Механизм Теор.прочности. Под действием напряжений происходит одновременный разрыв всех межатомных связей в плоскости сдвига.

При этом происходит восстановление всех межатомных связей и сдвиг. Этот механизм реализуется при повышении скорости нагружения (порядка скорости звука)

16. Деформация монокристаллов. Закон Шмида. Стадии пластической деформации.

Моноокристалл – тело, которое во всем объеме имеет единую кристаллическую решетку. Пластическая деформация монокристалла происходит под действием внешних сил.

В кристалле возникают касательные напряжения, которые стремятся сдвинуть одну атомную плоскость относительно другой. Эти касательные напряжения имеют максимальные значения под углом 45^о к линии действия силы (угол альфа равен 45^о).

Пластическая деформация - деформация которая сохраняется после прекращения действия внешних сил.. Пластическая деформация – необратимая деформация. При снятии нагрузки устраняется лишь упругая составляющая деформации. Часть деформации, которую называют пластической, остается. При пластической деформации необратимо изменяется структура металлов, а следовательно, и ее свойства.

Пластическая деформация происходит в том случае, когда атомы смещаются на расстояние большее параметра решетки.

Закон Шмида. Пусть F’= F/cos и x - система скольжения монокристалла, Pt= Pcos – касательная составляющая силы. Тогда приведенное к данной системе скольжения напряжение =(P/F) cos cos cos cos  «Скольжение в данной системе начинается, когда касательное напряжение, приведенное к этой системе, достигнет критического значения»

Закон Шмида 2. Если  = т, то т= тcos cos  приведенное критическое напряжение сдвига (скалывающее напряжение). cos cos фактор Шмида, учитывает ориентировку системы скольжения. Имеет максимальное значение 0,5 при  45 °. Для монокристаллов т изменяется в зависимости от ориентировки системы скольжения, а тконстанта, являющаяся фундаментальной характеристикой механических свойств материала.

 На 1й стадии деформации монокристалла осуществляется движением дислокаций по одной системе плоскостей – стадия легкого скольжения. Дислокации перемещаются на большие расстояния, обеспечивая прогрессивную деформацию без значительного роста действующих напряжений. После этого начинается 2 стадия множественного скольжения - движение дислокаций в двух и более системах, на этой стадии после значительной деформации дислокационная структура металла сильно усложняется и плотность дислокаций ) возрастает по сравнению с исходным состоянием на четыре –шесть порядков. Вследствие упругого взаимодействия между дислокациями сопротивление их движению сильно возрастает и для их продвижения напряжение должно резко возрасти. Под влиянием все возрастающего напряжения развиваются поперечное скольжение винтовых дислокаций, т.е. скольжение с переходом из одной разрешенной плоскости скольжения в другую. Это приводит к частичной релаксации напряжений, аннигиляции отдельных дислокаций разного знака и группировке дислокаций в объеме ячейки, внутри которых плотность дислокаций меньше, чем в стенах ячеек. Наступает III стадия деформации, когда происходит так называемый динамический возврат, который приводит к уменьшению деформационного упрочнения.