3.Металдық байланыс энергиясының физикалық табиғаты

Металдар мен қорытпалардың қасиеттері және оларды анықтау тәсілдері. Қорытпалар бірнеше металдардан немесе металдар мен басқа қосындылардан түруы мүмкін. Қорытпалар құрамындағы элементтер санына байланысты екі үш, төрт және көп компонентті болуы ықтимал. Қорытпалардың физикалық – химиялық касиеттерін мейліншеше реттеуге болады.

Физикалык, қасиеттер.

Металдар мен қорытпалардың физикалық қасиеттеріне балқу температурасы, тығыздығы, көлденең және көлемді ұлғаю коэффициенті, электрөткізгіштігі мен жылуөткізгіштігі жатады. Қорытпалардың физикалық қасиеттері олардың құрамы мен құрылысына байланысты.

Беріктікті қасиет – бұл стандартты үлгідегі материалдың деформацияға және қирауға қарсы тұру қасиеті;

Созымдылық қасиеті – бұл стандартты үлгідегі материалдың қираусыз өз пошымын және өлшемдерін өзгертуге қарсы тұру қасиеті.

Беріктік дегеніміз қатты дененің сыртқы жүктеме әсерінен қирауға және деформацияға қарсыластық қасиетін атаймыз.

Созымдылық дегеніміз қатты дененің сыртқы жүктеме әсерінен қираусыз өз пошымын және өлшемін өзгертуі және осы өзгерісті жүктемені алып тастағаннан кейін тұрақты сақтап қалу қасиет.

Беріктік және созымдылық қатты денелердің кешенді сипаттамасы болып табылады және ішкі, сыртқы факторларға тәуелді.

Ішкі факторлар: материалдың фазалық, химиялық құрамы, құрылымы, кристалдық және түйірлік құрылысы, күйі, ақаулық сипаттамалары .

Сыртқы факторлар: температура, уақыт, қысым, жүктеу жылдамдығы, түсірілген жүктеу сипаты, кернеулік күй схемасы.

Сонымен қатар, беріктік тек механикалық емес негізгі пайдалану қасиетіне, ал созымдылық техникалық қасиетке жатады.

№ 22 емтихан билеті

1. Мартенситтің жоғары беріктігін алу тәсілдері.

Тәжірибе жүзінде жүктеуден бастап қираудың басталуына дейінгі деформация процесі кернеудің тұрақты өсуімен жүреді. Кернеу кезіндегі созымды деформация әсерінен болатын аққыштық шегі үлкен материалдардың нығайтқыштығы деформациялық нығайту деп аталады. Оның шамасы dσ/dδтең сәйкес коэфицентімен бағаланады. Олар шынайы кернеу (S,t) – деформация (Е,l) немесе σ,δ координаталарда тұрғызылған аққыштықтың қисық шынайы кернеуімен анықталады.

Созымдылық пен беріктіктің дислокациялық моделі жағынан қарасақ, созымды деформация дислокациялық қозғалысымен, ал деформациялық нығайтылу олардың жолында кездесетін барьерлер мен кедергілер өтумен қамтамасыз етіледі. Серпімді кернеу өрісін туғызатын мұндай барьерлер монокристалдарда дислокация түйін аралық немесе қоспалық атомдар вакансия екінші фазаның бөлшектері және басқалары болып табылады.

а	σ б
7.1-сурет. Моно- (а) поликристалды (б) үлгілердіңдеформациялықберіктендіруқисығы

Монокристалдардаға қарағанда поликристалдық материалдар қарқымды нығайтылады. Бұл құрамындағы қосымша элементтің болуына байланысты. Бір түйірден екіншісіне сырғу жазықтығы арқылы өту кезінде ол әсер ететін күштің бағытына қарай қатынасы бойынша бағытын өзгертеді.

Дислокация қозғалысының жалғасуы үшін және түйір шекарасы арқылы деформация беру үшін монокристалдық материалдардың беріктігіне қарағанда поликристалдық материалдардың беріктігін жоғарлатумен жоғарлауын қамтамасыз ететін қосымша күш қажет.

Басқаша айтқанда, деформацияның әсерінен металл мен қорытпалардың нығайтылуы жылжу схемасы бойынша олардың қозғалысы кезіндегі материалдардың құрылым элементтерін мен дислокациялардың өзара әсерлеуімен байланысты.

Деформациялық беріктендіру механизмін (S,t) – е(g) координаталарда тұрғызылатын монокристалдық үлгілердің қисық созылуын талдау мысалынан қарастыруға болады. Ереже бойынша, ол оның қиын құрылысы бар және деформациялық кернеудің өсуінің әр түрлі қарқындылығын сипаттайтын бірнеше аймақтан тұрады.

Серпімді деформация сатысында ОА аймағында деформациялық беріктендіру дәрежесі серпімділік модулімен және қалдық нығайту кернеуді алып тастағаннан кейін іс жүзінде қоюланбайды.

Серпімді деформация шамасының аздығынан ОА аймағы (S,t) ордината осіне сәйкес келеді. Сондықтан бірінші болып ав – сызықтық аймағы болып саналады. Мұндағы d(t) d(g) шамасы 10^-4 G-ды құрайды. Екінші аймақ (вс) – аймағы 10^-3 G-ға жақын беріктендіру коэффицентімен тік сызықтық тәуелділігімен сипатталады. Ал үшінші аймақ ск – параболалық тәуелділікпен жазылады. Бұл кезде беріктенудің қарқындылығы айтарлықтай төмен.

Созымды деформация басталатын кернеу критикалық келтірілген жылжу кернеуідеп аталады. ГЦК торымен таза күйдірілген монокристалдардағы бұл шама 10^-4 – 10^-5G-ға тең. Олардың арасындағы үлкен айырмашылықты түсіндіру үшін дислокация теориясына әкеліп соқтырады. Бұл позициядан ав стадиясындағы материалдың беріктенуі өте аз болғанда созымды деформация құрылыс элементтері мен білінер-білінбесөзара әсерлесусіз дислокацияның жеңілденген жылжуы жағдайында дамиды. Ол жылжудың бір жүйесінде әсер ететін күшке қажетті бағытталған дислокацияның орын ауыстыруымен жүреді. Бұл жағдайда кристалдың бетіне шығу жерінде саты пайда болады. Үлгінің шағынқұрылымында бұл процесс дислокацияның бір емес бірнеше қозғалысы кезінде жылжу сызаттар немесе Чернов-Людерс сызаттары деп атайды. Жіңішке сызық жүйелері түрінде пайда болады.

вс интервалындағы кернеудің өсуі кезіндегі дислокацияның орын ауыстыруы бірнеше жүйе бойынша болады. Бұл кезде қозғалмалы болатын барьер өседі. Нәтижесінде олардың тоқтау әсерлігі сонымен қатар деформациялық беріктену қарқындылығы күшейеді.

Үлгі шағынқұрылымындағы жылжу сызаттарының бірлік жүйесінің орынынан алып тастау сызаты деп аталады. Ал содан кейін жылжудың жаңа жүйелері құрыла бастайды. Әсер етуші кернеудің келесі өсуі дислокация қозғалыс сипатының өзгеруіне әкеп соқтырады. Оның ішінде дислокация кедергілеріне тоқтамайды, олады айналып өтеді. Сөйтіп жылжудың көрші жүйесіне орын ауыстырады. Төмен температура кезінде бұл винттік дислокацияның кесе-көлденең жылжуы жолымен, ал жоғары температура кезінде жылжудың көрші жүйесінде шектік переползание жолымен қол жеткізуге болады. Нәтижесінде барьерді айналып өту ск 3 стадияда болады. Поликристалдық материал үшін негізгі барьерлер болып жылжуға қатысты жүйенің әр түрлі бағыттарымен түйір шекарасы табылады