- •Типы связей: ионная, ковалентная, Ван-дер-Ваальса, металлическая. Их особенности и влияние на свойства кристаллов.
- •Дефекты кристаллического строения, геометрическая классификация.
- •Диффузия. Первый и второй законы Фика. Глубина диффузионного слоя в зависимости от времени и температуры.
- •Дислокации. Геометрия и типы дислокаций. Вектор Бюргерса.
- •Энергия дислокации. Перемещение дислокаций: скольжение, переползание, поперечное скольжение.
- •Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами. Атмосферы Коттрелла, Снука, Сузуки. Их влияние на свойства кристаллов.
- •Взаимодействие дислокаций друг с другом. Размножение дислокаций.
- •Влияние плотности дислокаций на прочностные свойства кристалла. Кривая Одинга. Расчет теоретической прочности.
- •Поверхностные и объемные дефекты кристаллического строения.
- •Экспериментальные закономерности пластической деформации. Механические свойства и их характеристики.
- •Механизмы пластической деформации: скольжение, двойникование, механизм теоретической прочности, механизм диффузионной ползучести.
- •Деформация монокристаллов. Закон Шмида. Стадии пластической деформации.
- •Деформационное упрочнение. Природа наклепа. Текстура деформации.
- •Деформация поликристалических тел. Зернограничное упрочнение. Закон Холла-Петча.
- •Структурное упрочнение кристаллов. Основные составляющие критического напряжения сдвига.
- •Разрушение: хрупкое и вязкое. Условие распространения трещины по Грифитсу.
- •Рекристаллизация и ее типы (первичная, собирательная.) Движущая сила и кинетика рекристаллизационных процессов. Текстура рекристаллизации.
- •Температура рекристаллизации; влияние чистоты металлов, степени пластической деформации и размера зерна на т р.
- •Процессы коагуляция и сфероидизации. Их стимул и механизм.
- •Горячая и холодная пластические деформации.
- •Термодинамические основы фазовых превращений. (Термодинамические потенциалы, фазовое равновесие, второй закон термодинамики.)
- •Понятия система, фаза, компонент.
- •Кристаллизация и ее этапы. Закономерности кристаллизации. Кривые Таммана.
- •Механизм образования кристаллических зародышей, представление о флуктуациях. Критический зародыш и зависимость его размеров от степени переохлаждения.
- •Влияние примесей на процессы кристаллизации и рекомендации по их использованию.
- •Понятия сплав, механическая смесь, компонент.
- •Фазы в сплавах. Твердые растворы и их типы. Условия неограниченной растворимости.
- •Понятие химического соединения, особенности строения и свойств.
- •Методы построения диаграмм состояния. Правила фаз Гиббса.
- •Диаграмма состояния с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Правила коноды. Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. С ограниченной растворимость компонентов в твердом состоянии. Кристаллизация и структурообразование сплавов. Эвтектическое превращение.
- •Д.С. С образованием химического соединения (с промежуточными фазами). Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. С перетектическим превращением. Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. Железо-углерод. Фазы, линии, критические точки.
- •Д.С. Железо-углерод. Кристаллизация и структурообразование сталей.
- •Зависимость свойств сталей от содержания углерода.
- •Кинетика перлитного превращения.
- •Д.С. Железо-углерод метастабильная. Кристаллизация и структурообразование белых чугунов. Область применения.
- •Д.С. Железо-углерод стабильная. Кристаллизация и структурообразование серых чугунов. Область применения.
- •Классификация серых чугунов. Способы получения. Влияние структуры на свойства серых чугунов.
- •Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа. Классификация легированных сталей по структуре в равновесном состоянии.
- •Диаграмма изотермического превращения аустенита. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей.
- •Перлитное превращение. Влияние скорости охлаждения на дисперсность феррито-цементитных смесей. Квазиэвтектоидные смеси.
- •Мартенситное превращение. Основные особенности, кинетика превращения.
- •Рост аустенитного зерна при нагреве. Балл зерна. Наследственно-мелкозернистые и наследственно-крупнозернистые стали.
- •Классификация термических обработок по назначению. Основные технологические параметры термической обработки.
- •Закалка. Назначение, виды закалки, структура сталей после закалки.
- •Превращения при отпуске.
- •Виды отпуска, их назначение, структура сталей после отпуска, различия в свойствах.
- •Отпускная хрупкость первого и второго рода. Способы ее устранения.
- •Способы закалки.
- •Отжиг 1 и 2 рода. Технологические параметры и назначение основных видов отжига.
- •Полный и неполный отжиг
- •Изотермический отжиг
- •Методы выполнения диффузионного отжига
- •[Высокотемпературный диффузионный отжиг
- •Классификация и маркировка конструкционных материалов
Деформационное упрочнение. Природа наклепа. Текстура деформации.
Деформационное упрочнение — это непрерывное увеличение напряжения комер., увеличения пластической деформации.
Наклеп характеризуется кривой деформационного упрочнения.
Текстура деформации. При большой степени деформации возникает преимущественная ориентация кристаллографических плоскостей и направлений в зернах. Закономерная ориентация кристаллитов относительно внешних деформационных сил получила название текстуры (текстура деформации).
Текстура деформации - структура сильно вытянутых в направлении деформации зерен с преимущественной ориентировкой кристаллической решетки из-за разворота точек скольжения во всех зернах в сторону оси нагрузки
Деформация поликристалических тел. Зернограничное упрочнение. Закон Холла-Петча.
Поликристаллом называется тело, которое состоит из отдельных зерен.
Каждое зерно имеет одну и ту же кристаллическую решетку. Кристаллизация отдельных зерен происходит независимо друг от друга, поэтому кристаллические решетки отдельных зерен произвольно ориентированы в пространстве. По границам зерен имеется переходная зона в несколько параметров решетки толщиной, где происходит переход от кристаллической решетки одного зерна к кристаллической решетке соседнего.
Эти границы между зернами называются большеугловыми границами., так как угол разориентировки кристаллических решеток двух соседних зерен может иметь большую величину.
Пластическая деформация поликристаллического металла протекает аналогично деформации монокристалла путем сдвига или двойникования.
Пластическая деформация протекает главным образом благодаря зернограничному скольжению, хотя в определенной степени существует и внутризеренное дислокационное скольжение.
Пластическая деформация. Первая стадия деформационного упрочнения отсутствует, так как в отличии от монокристалла движению дислокаций препятствует границы зерен.
Во второй стадии деформационного упрочнения - коэффициент упрочнения выше .
Механизм пластической деформации поликристалла на начальных этапах - «зернограничное проскальзывания»: зерна разворачиваются относительно друг друга в поле напряжений. Пластическая деформация происходит так же как в монокристалле за счет образования точек (систем) скольжения и их поворота в направлении оси нагрузки. Но в поликристаллах этот процесс развивается первоначально в рамках отдельных наиболее благоприятно ориентированных зерен.
По мере возрастания нагрузки все новые и новые зерна будут вовлекаться в процессы пластической деформации, пока весь объем поликристалла, все зерна не разобьются на точки скольжения.
Текстура деформации. При большой степени деформации возникает преимущественная ориентация кристаллографических плоскостей и направлений в зернах. Закономерная ориентация кристаллитов относительно внешних деформационных сил получила название текстуры (текстура деформации).
Текстура деформации - структура сильно вытянутых в направлении деформации зерен с преимущественной ориентировкой кристаллической решетки из-за разворота точек скольжения во всех зернах в сторону оси нагрузки
Кристаллические тела (монокристаллы) анизотропны (имеют зависимость свойств от выбранного направления в кристалле).
Аморфные тела изотропны из-за хаотичного расположения атомов, их свойства не зависят от направления.
Поликристаллические тела квазиизотропны (квази – как бы) из-за хаотичной ориентировки кристаллических решеток отдельных зерен.
Сильно деформированный поликристалл, имеющий текстуру деформации становится анизотропным из-за преимущественной ориентировки решеток деформированных зерен.
По сравнению с монокристаллами в поликристаллах пластическая деформация затруднена, ее ограничивают размеры зерен поликристалла. Таким образом, поликристаллы прочнее монокристаллов, так как они оказывают большее сопротивление процессам пластической деформации.
Зависимость прочности от размеров зерна иллюстрируется уравнением Холла – Петча.
σ = σо + К / √d, где
σ - прочность поликристалла
σо - прочность монокристалла
К – коэффициент, зависящий от типа кристаллической решетки
d - средний диаметр зерна
Из формулы следует, что чем мельче зерно, тем выше прочность.