1.1. Межкристаллитная пластическая деформация поликристалла и её механизмы.

Межкристаллитная деформация выражается в относительном взаимном смещении зерна. На соотношение между внутрикристаллитной и межкристаллитной деформацией поликристалла оказывает влияние прочность межзёренной связи и прочность межзёренного вещества. При холодной деформации прочность межзёренного вещества больше чем прочность самих зёрен. Из – за неправильного кристаллического строения металла по границам зёрен атомы имеют повышенный уровень энергии. Это значит, что сдвиги могут происходить при мелких касательных напряжениях. Однако возможность относительного смещения атомов по границам зёрен будет меньше чем внутри самого зерна. Причины этого в следующем: по границам зёрен имеется большое количество препятствий скольжению виде нерастворимых примесей, скопление большого количества дислокаций, неправильной формы поверхности зёрен. Значительная пластическая деформация происходит при наличии межзёренных перемещений в следующих случаях:

1. Пластическая деформация происходит в основном за счёт внутрикристаллической деформации, а межзёренное перемещение незначительно и границы зёрен достаточно прочны.

2. Когда межзёрренные перемещения значительны, но возникающее при этом повреждение границ зёрен восстанавливаются полностью в процессе пластической деформации.

Одним из видов межзёреного механизма деформации является межкристаллический охрупчивающий механизм. При этом механизме связи между зёрнами или восстанавливаются частично путём охватывания, т.е. путём образования прочностных связей между двумя поверхностями различно ориентируемых кристаллов.

Механизм пластической деформации, осуществляемый путём межзёренного перемещения, и сопровождаемый схватыванием можно называть межкристаллитным механизмом схватывания. Большей частью нарушение связи восстанавливается путём схватывания неполностью, что приводит к охрупчиванию металла по мере увеличения степени деформации. Кристаллический механизм схватывания, ведущий к накоплению нарушенных связей, называется охрупчивающим, межкристаллитным механизмом схватывания. В любом случае и этот механизм приводит всегда к охрупчиванию деформированного металла. Если восстановление связей отсутствует вообще, то даже не значительная пластическая деформация за счёт межзёренных пластической деформации невозможна и при отсутствии других механизмов следствием межзёренного перемещения будет немедленное разрушение поликристаллов.

Ещё один механизм межзёренной деформации - межкристаллитный сдвиг типа кристаллического скольжения. Этот механизм отличается от полным отсутствием залечивания микронарушений, которые увеличиваются в процессе деформации и приводят к хрупкому разрушению металла. Таким образом, межкристаллитная деформация поликристалла не допустима, поскольку даже при небольшом её развитии металл необратимо охрупчивается.

1.2. Внутрикристаллитные нарушения.

Внутрикристаллитные нарушениям в общем случае могут быть трех видов: а) нарушения, возникающие в полосах скольжения; б) нарушения, возникающие в плоскостях спайности в результате отрыва; в) нарушения, возникающие между блоками мозайки ввиду поворотов этих блоков в процессе формоизменения.

Все эти нарушения увеличиваются с развитием пластической деформации.

В результате внутрикристаллитных нарушений зерно измельчается и разрушается. Иногда зерно может разрушаться, сохраняя по внешнему виду как бы целую форму, благодаря окружению соседних зерен, но прочность его все равно понижена, так как оно разрушено.

Межкристаллитные нарушения заключаются в нарушении границ зерен вследствие изменения величины поверхности зерен, а также вследствие той или иной степени перемещения одних зерен относительно других.

При отсутствии разупрочняющих процессов, восстанавливающих нарушения, межкристаллитные нарушения в значительно большей степени способствуют, разрушению поликристалла, чем внутрикристаллитные. Возможно это обусловлено тем, что характер связей на границах зерен и между отдельными элементами зерна может быть различным.

Во всяком случае небольшое развитие межкристаллитной деформации является началом разрушения поликристалла, а более или менее значительная степень межкристаллитной деформации приводит к полному его разрушению. Механизм разрушения поликристалла связан с постепенным накоплением межкристаллитных и внутрикристаллитлых нарушений. Накопление этих нарушений начинается с первых стадий пластической деформации и увеличивается по мере ее развития. Однако понижающее влияние межкристаллитных нарушений на прочность и пластические свойства поликристалла может быть различным в зависимости от природы поликристалла. В одних случаях это влияние может оказаться заметным с самых начальных степеней деформации, а в других случаях может оказаться практически незаметным вплоть до разрушения. Большое значение имеет прочность границ зерен. При значительной прочности границ зерен межкристаллитная деформация весьма незначительна и основное изменение формы происходит путем внутрикристаллитной деформации, которая обычно сопровождается весьма медленным накоплением внутрикристаллитных нарушений, особенно при силовых схемах трехосного сжатия. В результате разрушение поликристаллов возникает только при весьма высоких степенях деформации, а в некоторых случаях при силовых схемах сжатия разрушение поликристалла не происходит даже при сколь угодно высоких степенях формоизменения. Например, электролитическую, поликристаллическую медь невозможно разрушить путем сжатия при комнатной температуре. Наоборот, при более слабых границах зерен межкристаллитная деформация развивается гораздо интенсивнее с увеличением степени деформации и это обстоятельство в значительной степени уменьшает степень деформации, при которой наблюдается разрушение поликристалла, во многих случаях определяемое даже как внутрикристаллитное разрушение. В случае слабых границ зерен межкристаллитная деформация играет весьма значительную роль и уже при малых степенях деформации происходит межкристаллитное разрушение поликристалла.