18 Лекция Ыстыққа беріктік. Сырғанау тарапынан болатын дислокация туралы жалпы түсінік.
Жоғары температурада ұзақ мерзімдік сынақтар жүргізу материалдардың ыстыққа берікті сипаттамаларына баға беруге - олардың жоғары температура жағдайларында жоғары кернеумен, қалдық деформация және қираусыз жұмыс істеуге қабілеттілігін бағалауға мүмкіндік береді.
Ыстыққа беріктік – жоғары температура кезінде металдар мен қорытпалардың тұрақты жүктеу әсерінен пластикалық деформацияға және қирауға ұзақ уақыт бойы қарсы тұра алу қабілеті. Сандық жағынан ыстыққа беріктік қысқа мерзімдік беріктік шегі, сырғанағыштық шегі және ұзақ беріктік шегі болуы мүмкін. Қысқа мерзімдік беріктік шегін анықтау үшін қыздыру қондырғыларымен жабдықталған созуға сынақ жүргізу машиналарын қолданады. Үлгілердегі температураны өлшеу үшін термопараларп орпнатады.
Қысқа мерзімдік беріктік шегі (жоғары температурадағы беріктік шегі) сынақ температурасы кезіндегі материалдың қасиеттерін толық сипаттамайды. Қысқа мерзімдік беріктік шегі материалды ыстықтай өңдеу кезіндегі мағлұматтардың сипаттамасын береді.
Ұзақ мерзімдік беріктік статикалық беріктік статикалық жүктеме және жоғары температура кезіндегі материалдың қирауға қарсы тұра алу сипаты болып табылады. Ұзақ мерзімдік беріктік сипаттамсы ұзақ мерзімдік беріктік шегі – белгілі уақыт өткеннен кейін берілген температурада үлгінің сынуына әкелетін кернеу шамасы болып табылады.
Сырғанағыштық – тұрақты кернеу әсерінен үздіксіз деформация құбылысының болуы. Температура мен берілген кернеу деңгейіне байланысты сырғанау әр түрлі заң бойынша жүреді. Сырғанаудың кеңінен тараған 4 түрі бар: жоғары температуралық сырғанағыштық (Андраде сырғанауы), диффузиондық сырғанағыштық, төменгі температуралық сырғанағыштық (логорифмдік сырғанағыштық), серпімді емес сырғанағыштық (кері қайтымды сырғанағыштық). Суроетте, тұрақты кернеу кезінде жоғары температуралы сырғанағыштықтың қисық сызығы сипаты келтірілген.
27- сурет. Әр түрлі температуралар кезіндегі (t1<t2<t3) сырғанағыштық қисық сызықтары
Логорифмдік сырғанағыштық.
Үлгіде дислокациялық қималар бар және олардың әр қайсысы бір рет орын ауыстыра алады деп қарастырсақ, жүктеу жүргізгеннен кейін және үлгіні серпімді емес созғаннан кейін, неғұрлым дұрыс бағдарланған дислокациялық қималар орын ауыстырады да пластикалық деформация жүреді (27-сурет, ОА қисық сызығы). Берілген кернеулер тұрақты болған жағдайда қалған дислокациялар тұрақталып тұрады да, уақыт өтуімен жылу энергиясы флуктуациясы әсерімен осы дислокациялық кималардың көп бөлігінің қозғалысы басталып, оған сәйкес ұзару жүреді. Термиялық активті сырғанау процесі орын ауыстыруға және деформацияны болдыруға қабілетті дислокациондық қималардың азаюы нәтижесінде тоқталады. Ең соңында свалыстырмалы ұзарудың өсу жылдамдығы да тоқтайды.
Жоғары температуралық сырғанаудың төменгі температуралық сырғанаудан негізгі айырмашылығы дислокацияның қатты сырғанағыштығымен қамтамасыз етілетін қайтудың толық жүруінде.
Жалпы металдардағы бекітілген сырғанау дислокацияның неғұрлым баяу процесімен бақыланады.
Сырғанау кезіндегі пластикалық деформация дислокация тығыздығы мен металдың беріктігінің төмендеуіне әкеледі. Металдарда жоғары температуралық сырғанау кезінде қайту нәтижесінде полигондық құрылым түзіледі.
Қайтуды анықтайтын негізгі процестер, көлденең сырғанау және дислокацияның сырғанағыштығы.
Сырғанағыштық жылдамдығы:
vп=v/L3=(2·σ·b3·D)/L2·k·T,
мұнда v – вакансия миграциясының жылдамдығы;
σ – приложенное напряжение;
Т – абсолютя температура;
b3 – бір вакансияға келетін көлем;
L – дәнекшенің бүйір ұзындығы;
D – диффузия коэффициенті.