5.Ұшталған деффектілер. Сызықтық деффектілер.

Дислокация сызықтық ақаулардың негізгісі болып табылады.Металдың практикалық және теориялық беріктіктің айырмашылығын түсіндіру үшін 1934 жылы Орован және Тендер крис-талдық материалдардың пластикалық деформациясын зерттеді. Дислокация – бұл сызық түріндегі, алыс және жақын орналасқан атомдардың дұрыс емес орналасуынан болған кристалдық құрылымдағы ақаулар. Дислокацияның қарапайым түрі – аймақтық (краевые) және бұрандалы (винттік)

Аймақтық дислокация дегеніміз, кристалл ішіндегі «керексіз» жартылай жазықтықтың үзілуі.(2.2.сур)

Сүр. 2.2. Аймақтық дислокация(а) және түзілү механизмі(б). Толық емес жазықтық экстражазықтық деп аталады.Көптеген дислокациялар ығыстырмалы механизм көмегімен пайда болады. Оның түзілуін келесі операция көмегімен сипаттауға болады.Кристалды АВСД жазықтық бойынша қиып, АВ-ға перпендикулярлы бағытта төменгі бөлігін жоғарғы бөлігіне қатысты бір тор периодына ығыстыру керек. Содан соң төменгі тілік аумағындағы атомдарды жақындату керек. Экстражазықтықтың оң және сол жағындатордың бұзылуы аз (тордың бірнеше периодына тең ), ал экстражазықтық бойындағытордың бұзылуы өте көп.(2.3.сур) Егер экстражазықтық кристалдың жоғарғы бөлігінде орналасса, онда аймақтық дислокация оң таңбалы (+), ал егер төменде орналасса, онда теріс (-) таңбалы болады.Бірдей таңбалы дислокациялар бір-бірін тебеді, ал қарама-қарсылары бір-біріне тартылады.

Сүр.2.3.Кристалдық торда аймақтық дислокация болған жағдайда өзгерістер. Дислокацияның бөтен түрін Бюргерс сипаттады және винттік немесе бұрандалы

дислокация деген

Сүр. 2.2. Аймақтық дислокация(а) және түзілү механизмі(б).

Толық емес жазықтық экстражазықтық деп аталады.Көптеген дислокациялар ығыстырмалы механизм көмегімен пайда болады. Оның түзілуін келесі операция көмегімен сипаттауға болады.Кристалды АВСД жазықтық бойынша қиып, АВ-ға перпендикулярлы бағытта төменгі бөлігін жоғарғы бөлігіне қатысты бір тор периодына ығыстыру керек. Содан соң төменгі тілік аумағындағы атомдарды жақындату керек. Экстражазықтықтың оң және сол жағындатордың бұзылуы аз (тордың бірнеше периодына тең ), ал экстражазықтық бойындағытордың бұзылуы өте көп.(2.3.сур)

Егер экстражазықтық кристалдың жоғарғы бөлігінде орналасса, онда аймақтық дислокация оң таңбалы (+), ал егер төменде орналасса, онда теріс (-) таңбалы болады.Бірдей таңбалы дислокациялар бір-бірін тебеді, ал қарама-қарсылары бір-біріне тартылады.

6.Рокквель әдісі. Бриннель бойынша шаршанқы беріктілігін анықтау. Рокквель адісі. Виккерс адісі. .Белгілі жуктемеге сәйкес үлгі бетіне ұшталған инденторлы жаншуды негізге алған. Жұмсақ материалдарға арналған индентор –диаметр 1/16 болат шарик,қаттырақ материалдар үшін-алмаз конусы. Жүктеме екі кезеңмен жүзеге асады. Алдын ала жуктеме P₀ үлгімен ұштың тығыз шектесулері үшін алдымен басылады. Содан кейін негізгі жүктеме P₁жүктеліп,бірнеше уақыт толық жұмысшы P жүктемесі әсер етеді. Негізгі жұмысшы жүктемені алғаннан кейін ұшы қалдырған жаншуының h тереңдігімен қаттылық мағынасы анықталады. Материалдардың табиғатына байланысты қаттылықтың үш шкаласы қолданылады. Қаттылық деп металл бетіне басқа бір өзінен катты дененің батуына қарсылык көрсету қабілетін айтады. Металл каттылығын өлшеу үшін Бринелль, Роквелл жоне Виккерс әдісін қолданады.Роквелл әдісі ГОСТ 9013Берілген күштің ұштығының түсірімінің әсерімен негізделген.Жұмсақ материалдар үшін индентор (НВ-230 дейін) диаметрі 1/16 (0,16мм) болатшаригі қаттырақ материалдар үшін – алмазды конус.Жүктелуі 2 кезеңінен іске асырылады. Біріншіден, ұштықтың тығыз жанасуы алдын-ала күшімен қолданылады. Содан соң негізгі қүш қолданылады, бір қатар уақыт ішінде ортақкүш жұмыс жасайды, негізгі күш алынған соң қаттылығын анықтайды.Материалдың жаратылысына байланысты 3 қаттылық шкаласы қолданылады. Роквелл тәсілімен металл каттылығын өлшегенде аспан үшын (алмас не болагтан жасалған) сынақ үлгісінін бетіне кезекпен осер ететін екі күшпен батырады. Р = Ро+Р₁ мұндагы Р-жалпы күш, Н; Ро- алғашқы күш, мөлшері 100 Н; Рі- негізгі күш, мөлшері алмас үшты колданса 1400 Н, ал болат үшты колданғанда 900 Н. Роквелл аспабының В (түсі қызыл) және С, А (түсі қара) шкалалы циферблаты бар. Төменгі көміртекті болат, жасытылған болат, түсті металл мен оныи корытпаларынын қаітылығын Роквелл тосілімен анықтауда болат шарикгі (диаметрі 1,588 мм) мөлшері 1000Н жалны күшпен батырып, үлкен тілдін В шкаласы бойынша көрсеткішін алып, қаттылығын HRB деп белгілейді. Шынықтырылған және одан баска да болаттың катгылыгын өлшегенде алмас үшты 1500Н жалпы күшпен батырып, үлкен тілдін С шкаласы бойынша көрсеткішін алып, қаттылықты HRC деп белгілейді. Өте катіы корытпаны өлшегенде алмас үшты 600Н қүшпен батырып, каітылығын А шкаласы бойынша анықтап, оны HRA деп белгілейді.Роквелл тосілі орындалуы жағынан оңай және жылдам, ал мүмкіншілігіне келсек калындығы 0,8 мм-ге дейінгі сынауға болады.

Виккерс әдісі

Қаттылық із мөлшерімен анықталады. Индентор ретінде 4қырлы ұшындағы бұрышы 136⁰болатын алмас пирамидасы қолданады. Қаттылықтың мәні жүктелген Pжүктеменің бетке түскен іздің F ауданына қатынасымен анықтайды: HV=P/F=2Psin /d²=1,8544P/d². P жүктеменің мәндері 5...10кгс. іздің диагоналы d қондырғыда орнатылған микроскоптың көмегімен өлшенеді. Осы тәсілдің артықшылығы-кез келген материалдардың қаттылығын анықтауға мүмкіншілік береді,жұқа бұйымдарды,үстінгі қабаттарды өлшеуге болады. Әдістің дәлдігі және сезгіштігі жоғары келеді. Микроқаттылық тәсілі-жеке құрылысты құрастырушылардың және қорытпа фазаларының, өте жіңішке үстіңгі қаббаттардың қаттылығын анықтауға арналған. Виккерс тәсіліне ұқсас. Индентор пирамиданың өлшемінің кіші мәнінде,P жаншуы жүктемесінің мәні 5...500гс құрағанда:

H₂₀₀=1,8544P/d².

Қаттылық‑бұл стандартты (индентор) сынақтан түр өзгермейтін дененің материалдардың бетіне енуге қарсы кедергесі. Тәсілдіәң кең тарауы арнайы үлгілерді қажет етілмеуімен түсіндіріледі. Бұл‑қиратусыз бақылау әдісі. Бұйымның термиялық өңдеуіне, сапалы баға берудің ең басты әдісі. Қаттылық туралы индентордың ену тереңдігімен (Роквелл әдісі)немесе жаншудан қалған аз мөлшерімен бағаланады(Бринел, Виккерс әдістері, микроқаттылық). Барлық оқиғаларда материалдың пластикалық түр өзгеруі болады. Неғұрлым материалдың пластикалық түр өзгеруге кедергісі көбірек болса, онда қаттылық жоғары келеді. ең кең таралған әдістері‑Бринел, Роквелл, Виккерс және микроқаттылық. Арнайы кесілген үлгілерді иілу соққы арқылы динамикалық сынақтан өткізу нәтижесінде материалдардың тұтқырлығы және жабысқақ күй жағдайдан морт түрде айналу бейімділігі анықталады. Тұтқырлық‑пластикалық түр өзгеру салдарынан материалдың сыртқы күштердің механикалық энергиясын жұту қабілеттілігі болып есептелінеді. Металдар мен қорытпалардың тұтқырлығы, олардың химиялық құрамына, термиялық өңделуіне және басқа ішкі факторларына байланысты анықталады. Сонымен қатар, тұтқырлық металдың жұмыс істеу ортасының шарттарына(температураларға, жүктеме жылдамдықтарына, кернеуді шоғырландырғыштардың болуына) тәуелді болады

Бриннель бойынша беріктілікті анықтау.Сынақ қондырғысында өткізіледі. Бұйымның қалыңдығына тәуелді индентор ретінде диаметрі 2,5; 5; 10мм болат шыңдалған шариктер қолданылады. Өлшенетін қаттылыққа сәйкес P күштің шамасы шариктің диаметріне тәуелді қабылданады: термиялық өңделген болаттар мен шойындарға‑P=30D², құйылған қолалар және жездерге‑P=10D², алюминий және басқа өте жұмсақ металдарға‑P=2,5D². Сынақтың ұзақтығы : болатқа және шойынға арналған­‑10с, жезге және қолаға арналған‑30с. Алынған із екі бағытта Бринел лупасының көмегімен өлшенеді. Қаттылық P күшінің іздің сфералық беттерінің қатынасын арқылы анықталады: HB=P/F=2P/ D(D- D²-d²). Стандарттық шартқа келеді D=10мм; P=3000кгс; Бұл жағдайда қаттылық Бринел әдісі бойынша, HB250 белгіленеді,и басқа жағдайларда шарттары көрсетіледі: HBD/P/ HB5/250/30-80. Беріктік шегі‑( _-1‑жүктеменің симметриялы өзгеруінен, _R‑жүктеменің симметриялы емес өзгеруінен)өматериалдың еріксіз көп айналмалы N жүктеуінен барынша көп кернеуге қарсы тұру әсері. Беріктік — материалдардың белгілі бір жағдайлар (күйлер) мен шектерде қандай да бір әсерлерді (салмақ түсу, температураның өзгерісі, магнит, электр, т.б. өрістері, кебу немесе ісіну, т.б.) қабылдай отырып, бүлінбей сақталу қасиеті; сыртқы күштердің әсерінен қалпының өзгеруіне және бұзылуына қарсыласатын қатты дененің касиеті. Беріктіктің әр түрлі жағдайдағы өлшемдеріне пропорционалдық шегі, аққыштық шегі, сырғымалық шегі, беріктік шегі, т.б. жатады. Беріктіктің мынадай түрлері бар: теориялық беріктік — атом аралық ілінісу күштері арқылы есептелінетін беріктік (ол шамамен бойлық серпімділік модулінің 1/6-іне тең); техникалық беріктік — нақты материалдарда байқалатын беріктік (мысалы, болатта ол шамамен теориялық беріктіктің 1/10-іне, ал көптеген қатты денелерде теориялық беріктіктің жүздік және мыңдық үлесіне тең); құралымдық беріктік — балқытып біріктірілген тораптардың, иінді біліктердің, турбина қалақшаларының, т.б. құралымдық элементтердің беріктікгі. Құралымдық элементтердің беріктікгі оларда беттік ақаулардың, ішкі кернеулердің, т.б. болуына байланысты техникалық беріктіктен төмен болады; динамикалық беріктік — материалдардың динамикалық жүктемелерді қабылдай отырып, бүлінбеу қасиеті; Ұзаққа созылатын беріктік — ұзақ уақыт бойы сырғымалы қалыпта болған материалдардың беріктікгі. Жіптердің, сымдардың, талшықтардың, т.б. материалдардың беріктікгі оларға түскен ажырату (үзіп жіберу) күшінің олардың (жіптің, талшықтың, сымның, т.б.) сызықтық тығыздығына қатынасына тең. Беріктік Бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) НҺм/кг арқылы өрнектеледі.