2. Созымды деформация физикасы мен геометриясының негізі. Созымды жылжу геометриясы.

Серпімді деформацияланатын созымды деформация айырмашылығы атомдар өте үлкен арақашықтықта қозғалады. Жүктемені алып тастағаннан кейін олар бастапқы күйіне қайтып келмейді, демек, үлгінің өлшемі мен пошымы қалпына келмейді.

Созымды деформация механизмнің қазіргі кездегі концепциясына сәйкес үлкен салмақты материалдың орын ауыстыруы кристалдық құрылыстың сызықтық ақау қозғалысымен жүреді. Басқаша айтқанда – дислокация.

Дислокация (лат. «dis» - бөлуді білдіретін қосымша немесе бөлгіш,«locus» - орын)–кристалдық тордың сызықтық ақауы, демек, оның қасында немесе жақын жерде атомдық жазықтықтардың дұрыс орналасуының бұзылуы. Дислокацияның екі түрі бар:

1. Шеттік

2. Винттік

Дислокация туралы түсінік алғаш рет кристалдар физикасында 1934 жылы Тейлор, Орован, Поллми кристалдық денелердің реалды және теориялық беріктігі арасындағы қатынасты түсіндіру үшін және созымды деформация кезіндегі жылжудың атомдық механизмін көрсету үшін шығарған. Дислокацияның болуы келесі эффектілердің туылуына әкеледі:

1. Материал көлеміндегі серпімді кернеудің тууы және ішкі энергияның ұлғаюы.

2. Дислокацияға жақын жердегі бос көлемнің пайда болуы, бұл атомдардың әсер ететін күш бағытында жеңілдетеді.

3. Атомдық арақашықтықтың ұлғаюы есебінен дислокацияға жақын атомдар арасындағы байланыс күшінің төмендеуі.

Жылжу геометриясы

Созымды жылжу кристалдық жазықтық анықтамасы бойынша атомдары өте көп тығыз орналасқан бағытта ғана осы жазықтықта болатыны анықталған. Осы бағыттағы дислокацияның орын ауыстыруы бойынша жұмыс жүріп өткен жылуға кететін күшке тең және минималды. Д’Алимбер принципіне қатысты процесс кезінде өте аз жұмыс шығыны кетуі қажет. Кристалдық тордағы мындай жазықтықтар мен бағыттар дислокацияның жылжуы үшін жеңілдетілген деп аталады. ГЦК торы мен кристалдық жылжу {111} жазықтығы бойынша <110> бағыты бойынша жүреді. ГЦК торында жылжудың төрт жазықтығы {111} және әр жазықтық (111) куб қырының диагоналі болып табылады. Жылжу жазықтықтарымен бағыт жиынтығы жылжу жүйесін құрайды. Сонымен ГЦК торы мен кристалдарда 12 жылжу жүйесі болады. ОЦК торы мен кристалдарда жылжудың алты жазықтығы {110} және әр жазықтықта кубтың қарама-қарсы бұрышын біріктіретін екі жылжу бағыты <111>болады.

ГПУ торымен металдарда жылжу база жазықтығы деп аталатын (001) үш призма негізі бойынша жүреді. Оның үш бағыты [2110], [1120] және [1210] призманың қарама қарсы бұрышын біріктіреді. Сонымен мұндай металдардың тек үш жылжу жүйесі болады. Кристалдағы созымды деформация екі тәсілмен жүруі мүмкін:

1. Жылжу (скольжение)

2. Екілену (двойникновение)

Жылжу дегеніміз кристалдың бөлек бөлшектерінің бір-біріне байланысты жылжуы.

Екілену дегеніміз кристалдың бір бөлігінің белгілі жазықтықпен бір бағыттың бойымен басқаларға қатысты жылжуы.

3.Материалдардың шекті күйі

Барлық химиялық элементтер металл және металл емес болып бөлінеді. Табиғатга 100-ден астам элементтер бар, соның шамамен 80-і металдар. Барлық металдардьщ жалпы өзіне тән касиеттері болады: созымды, электр мен жылу өткізгіштігі жоғары, ерекше металдық жылтыры, температура жоғарылаған сайын электр кедергісінің артуы және т.б. Мұндай қасиеттерге металл қорытпалары да ие.

Металл мен қорытпалардың қасиеттері ішкі құрылымға байланысты болады. Техникалык таза металдардың беріктік касиеттері төмен болғандықтан, машина жасауда негізінен олардьң қорытпаларын пайдаланады. Темір негізінде алынған қорытпаларды қара металдар деп атайды, оларға шойын мен болат жатады.

Түсті металдар техникада қабылданған жіктелуі бойынша келесідей топтарға бөлінеді:

• тығыздығы 5 г/см³ дейін болатын жеңіл металдар;

• тығыздығы 10 г/см³ астам болатын ауыр металдар;

• жеңіл балқитын металдар;

• қиын балқитын металдар;

• асыл металдар;

• уранды металдар;

сирек жер металдары.

Қолдану мен пайдалануына қарай металдар мен қорытпаларды келесідей етіп жіктеуге болады:

• физикалық (түсі, балқу температурасы, жылуөткізгіштігі мен жылусыйымдылығы, магнитті қасиеттер және т.б.);

• химиялық (химиялық белсенділігі, жемірілуге қарсыласуы және т.б.);

• механикалық (қаттылық, беріктік, соққы тұтқырлығы және т.б.);

• пайдалану (тозуға төзімділігі, жемірілуге беріктігі, ыстыққа беріктігі, ыстыққа беріктігі, суыққа төзімділігі, антифрикциялылық және т.б.);

• технологиялық (құю, материалдың қысыммен және кесумен өңделу бейімділігі және т.б.).