39. Сдвиговой механизм пластической деформации.

Механизмы пластической деформации подразделяются на 2 группы – это сдвиговые и диффузионные. В свою очередь сдвиговые(которые нас интересуют) пластическая деформация осуществляется двойникованием и скольжением .

Скольжение в кристалл. решетке протекает по плоскостям и направлениям с наиболее плотной упаковкой атомов, где величина сопротивлений сдвигу наименьшая. Это объясняется тем, что расстояние между соседними атомными плоскостями наибольшее, т.е связь между ними наименьшая. Плоскости скольдения и направления скольжения, лежащие в этих плоскостях, образую систему скольжения. Скольжение осуществляется в результате перемещения в кристалле дислокаций. При действии вдоль плоскости скольжения касательных напряжений атомы вблизи ядра дислокации перемещаюся справо на лево на расстояния, значительно меньше межатомных.

Двойникование. Пластическая деформация некоторых металлов, кроме скольжения,может осуществляется двойникованием, которое сводится к переориентировке части кристалла в положение, симметричное по отношению к первой части относительно плоскости, называемой плоскостью двойникования. Двойникование подобно скольжению сопровождается прохождением дислокаций сквозь кристалл.

Схемы пластической деформации монокристалла скольжением (а) и двойникованием (б) при растяжении .

4 0. Механизм спинодального распада пересыщенного твердого раствора.

Условия реализации спинодального механизма распада пересыщенного твёрдого раствора:

- фазы должны быть изоморфны (одинаковая кристаллическая решётка);

- неограниченный твёрдый раствор.

Принципиальная схема спинодального распада.

В процессе спинодального распада твердых растворов происходят следующие процессы:

1. Д ля сплавов, составы которых отвечают вогнутым участкам кривой на графике F(c)-c, образование малых концентрационных неоднородностей приводит к повышению свободной энергии – т.е. сплавы являются метастабильно устойчивыми. Также однородный твердый раствор, будучи переохлажденным, попадает в область метастабильной устойчивости (между спинодалью и границей растворимости).

2. Выход системы из однородного (метастабильного состояния) путем образования флуктуационной критической концентрационной неоднородности. Распад твердого раствора не может сопровождаться постоянным уменьшением свободной энергии – он возможен лишь при флуктуационном преодолении энергетического барьера (образования зародышей новой фазы, связанного с увеличением свободной энергии). Уменьшение свободной энергии происходит за счет последующего роста зародышей.

3. Е сли же твердый раствор попадает в область, ограниченную спинодалью, то он становится абсолютно неустойчивым, и испытывает распад – с понижением свободной энергии вплоть до равновесного состояния (гетерогенного состояния α’+α”).

Большое значение имело обнаружение периодического распределения выделяющихся фаз (модулированной структуры) при распаде твердого раствора на две фазы, которые отличаются только концентрацией и параметром решетки. Модулированную структуру впервые наблюдали Дэниел и Липсон в сплаве Си—Ni—Fe. Они обнаружили сателлиты основных

рентгеновских рефлексов, соответствующих однофазной структуре. Существование этих сателлитов можно объяснить, если предположить, что параметр решетки (и концентрация Си) периодически изменяется в направлениях кристаллографических осей. Период такой модулированной структуры имеет порядок 100 А. В настоящее, время имеются прямые наблюдения модулированных структур с помощью электронной микроскопии.

Привести схему формирования структуры при спинодальном распаде.

Начальная стадия спинодального распада состоит в образовании синусоидальных флуктуаций состава с очень малой амплитудой. Границы раздела в процессе незавершенного распада следует считать очень размытыми с непрерывным изменением состава. На начальном этапе концентрационные волны сохроняют когерентную связь, но с увеличениет амплитуды концентрации происходит увеличение разности параметров решеток фаз и происходит разрыв когерентности. Самой важной особенностью спинодального распада следует считать отсутствие необходимости в образовании зародыша новой фазы и, соответственно, увеличение свободной энергии на начальном этапе превращения.