МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ НИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ»

СЕКЦИЯ «ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ»

Пояснительная записка по семестровой работе

Дисциплина: «Теория обработки металлов давлением»

Тема работы: «Физическая и физико-химическая природа пластической деформации металлов и сплавов»

Вариант № 4.1 , 15.2

Выполнил: студент группы М-435

Никитин В.А.

Проверил: к.т.н. доцент

Максимук В.С.

Волгоград, 2013.

Задание

4.1 – Описать сущность точечных и линейных несовершенств кристаллической решетки. Описать и проиллюстрировать сущность и особенности несовершенств кристаллической решетки для краевой дислокации; направление сдвига, ось дислокации, экстраплоскость и ее положение; положительные и отрицательные краевые дислокации, их движение и характер взаимодействия. Количество скольжения, плотность дислокаций. Зависимость сопротивления пластическому сдвигу от количества дефектов решетки.

15.2 – Описать и проанализировать обьемные диаграммы рекристаллизации 2-го рода для меди, малоуглеродистой и легированной стали при прокатке и ковке; Обьяснить отличие «истинных» диаграмм рекристаллизации от обычных; описать особенности их построения, проиллюстрировать примерами диаграмм для различных металлов и сплавов. Проанализировать диапазон критических степеней деформации для углеродистых и легированных сталей. Влияние величины рекристаллизованного зерна на прочность и пластичность металла. Описать принципы и цели установления оптимальных режимов горячей обработки металлов давлением.

Содержание

1 Элементы теории дислокации………………………………………………4

1.1 Точечные несовершенства кристаллической решетки………………….4

1.2 Особенности несовершенств кристаллической решетки для краевой дислокации……………………………………………………………………..5

1.3 Количество скольжения, плотность дислокаций……………………….11

1.4 Вектор Бюргерса…………………………………………………………..12

1.5 Зависимость сопротивления пластическому сдвигу от количества дефектов кристаллической решетки…………………………………………13

2 Деформация металлов при высоких температурах……………………….14

2.1 Объемные диаграммы рекристаллизации 2-го рода, истинные диаграммы рекристаллизации…………………………………………………………......14

2.2 Влияние величины рекристаллизованного зерна на прочность и пластичность металла……………………………………………………11

2.3 Диапазон критических степеней деформации……………………22

2.4 Принципы и цели установления оптимальных режимов горячей обработки металлов давлением………………………………………………23

Список используемой литературы

1 Элементы теории дислокации

1.1 Точечные несовершенства кристаллической решетки

В основе физической теории пластической деформации металла, лежат следующие основные положения.

1. Вещество в плоскости скольжения остается кристаллическим.

2. Скольжение распространяется в плоскости скольжения последовательно а не одновременно.

3. Скольжение начинается от места нарушения кристаллической решетки. В реальных моно и поликристаллах имеются точечные дефекты кристаллического строения.

Точечные дефекты, состоят в том, что в отдельных узлах атомы отсутствуют а в других имеются лишни атомы. Все это является результатом кристаллизации расплавленного металла. Наличие точечных дефектов приводит к тому, что имеются атомы смещенные из мест устойчивого энергетического равновесия, для перемещения которых требуется меньше значение напряженного сдвига τ. Рассмотрим относительный сдвиг двух смежных рядов атомов в однородно деформированном идеальном кристалле.

Рисунок 1 – Схема относительного сдвига атомов под воздействием касательных напряжений

τ – напряжение сдвига(смещает атомы на величину x);

τ = (1)

Зависимость τ от x представляет собой периодическую функцию;

При х = 0; b→τ = 0

При х = ; →

(2)

Параметра решетки приблизительно равны a≈b то получается;

(3)

Что касательное напряжение на два-четыре порядка превышает напряжение сдвига в реальных металлах.

Напряжения вызывающие пластическую деформацию в реальных металлах, не могут вызвать пластическую деформацию в металлах, с идеальной кристаллической решеткой. Последовательное смещение отдельных групп атомов вдоль плоскости скольжения при меньшем напряжении, может быть в том случае, если деформация решетки будет не точечной а линейной. Линейные деформации вызывают нарушение правильности расположения атомов на больших расстояниях в одном направлении и на малых расстояниях в направлении перпендикулярном первому направлению.

Для объяснения процессов скольжения в настоящее время используется теория дислокаций.[4]