27 Билет

1.Қатты денелердің теориялық және реальды беріктігі. Қирау.Сапалық жағынан қирауды дененің кернеу әсерінен бөлшектерге бөлінуі деп қарауға болады. Ал сандық жағынан беріктіктің апатты жоғалуы, бірақ бұл анық жалпы сипат береді және оны қолдану кезеңіндегі нақты жағдайдың көрсетілуін қажет етеді. Физика және механика жағынан қарастырсақ қатты денедегі қирау уақыт өз орнымен белгілі сатыда және жарықтардың түзілуімен және жойылуымен байланысты жүретін процесс. Сонымен механикалық қирау дегеніміз кернеудің әсерімен жарықтардың тууы, жойылуы және дамуымен болатын денелердің бөлшектерге бөліну процесі аталады. Жарықтану дамуымен қираудың байланысы қирау процесінің басты жағы олардың локальді сипаттарын ашады.Кернеудің 3түрі:1. созылмалы-оң нормальды2. қысылу-теріс 3. жанаспалы (оң)- осыған байланысты қираудың әртүрлі сипаттамалары болады.Қысылу кернеуі өздігінен қирауды болдырмайды, өйткені атомдар арасындағы арақашықтық азайған кезде өзара әрекеттесу күші көбейеді. Қирау созылу және жанаспалы кернеу кезінде 2 түрлі тәсілмен жүреді: 1) үзілу; 2) кесілу;Үзілумен қирау мортты, кесілумен тұтқырлы деп аталады. Морт және тұтқырлы қирау түсінігі туралы белгілі совет механиктері: Я.Б.Фридман және В.М.Фринкель келесі белгілері бойынша сыныптады:

13. Процестің энергиясыйымдылығы;

14. Күштік әрекеттесу сипаты тұрақты жүктеме;

15. Қираудың ірі құрылымдық беткейінің бағдарлануы;

16. Қирауға әкеліп соқтыратын созымды деформация шамасы;

17. Қирау беткейінің құрылымдық орналасуы - кристаллит ішіндегі, кристаллит аралас;

18. Қираудың даму дәрежесі - бастапқы; дамыған және толық.

Осы белгілерге байланысты қираудың 2 түрін былай айтуға болады:

1) мортты қирауа) аз энергия сыйымдылығымен сипатталады және сырттан әкелінген қосымша энергиясыз белгілі кернеуге жеткен кездегі өзіндігінен дамуы;б) серпімділіктің ірі құрылымдық шегінен төмен кернеу, ереже бойынша есептіктен жоғары;в) қирауға дейінгі суммалық ұзару 1-2% аспайды.г) мортты жарықтың таралу жылдамдығы берілген материалдың дыбыс таралу жылдамдығына сәйкес;д) қирау беткейі әсер ететін күшке перпендикуляр;е) жарық түйір шекарасы бойынша жойылады- интеркристаллитті сынақ;ж) сынық беткейі жылтыр;2)Тұтқырлы қирауа) жоғары электрсыйымдылық сипаттамасы- тұтқырлы жарықтың жоғарлығы сырттан энергия әкелінуін қажет етеді, демек, әсер ететін кернеуді үздіксіз жоғарлату қажет;б) кернеу есептік кернеумен сәйкес;в) қирауға дейінгі ұзару белгілі шамаға жетеді, қирау процесі пластикалық деформациямен жүреді;г) тұтқырлы жарықтың жайылуы елеусіз және деформация жылдамды-ғымен сәйкес;д)макромасштабтағы сынық беткейі ең үлкен жанаспалы кернеудің әсерлік бағытына 45⁰ бұрышпен иіледі;е) жарық түйір денесі бойынша жойылған- транскристалитті (түйір ішіндегі) сынық;ж) сынық беткейі бұлдыр ;

6.1-сурет. Созымды қираудың мүмкіндік түрлері	6.2-сурет.Созылған үлгі мойнынан орталық жарықтың пайда болуы мен тесіктер

Созымды қираудың мүмкіндік түрлері:а) базалық жазықтық бойынша сырғу басқа жазықтық бойынша бір беткейде сырғанаумен бітетін ГПУ торы бар монокристалдар;б) 2-бөлікке бөліну «пышақ жүзінде» туындайтын мойыншаның түзілуімен болатын ГЦК торыен монокристалдар (мыс, күміс);в) деформацияның ірі тіліктерінің түзілуімен, мойынсыз қирайтын Cu,Al қорытпалары;г) мойыншаның жіңішкеруі бойынша созымдылығы 100%-ға тең нүктеде туындайтын ГЦК торымен жоғары созымды поликристалдар;д) аз созымды поликристалдар қирау түрі тұтқырлы қирау есебінде алынады. Оның түзілу процесінің бірізділігі келесі түрде көрсетіледі:

2. Кернеу. Анықтамалары. Кернеу түрлері. Стерженнің кесе көлденең қимасының ауданы қаншалықты көп болса, соншалықты ол оның формасы мен өлшемдерінің өзгеруі бойынша сыртқы күштің әсеріне қарсыластық көрсетеді. Ішкі күштің объект өлшеміне тәуелділігін алып тастау үшін оларды бірлік беткейге келтірілген деп қарастырады. Осылай алынған шаманы кернеу деп атайды. Оны σ әріпімен белгілейді, формуласы: (2.1)(Р күш, Fаудан). Сонымен кернеу дегеніміз оның қимасына аудандық бірлігенен қатысты денеге түсірілетін жүктемені атайды, бірақ бұл жағдайда кернеу сыртқы меншікті күшті емес, ал осы күшке әсер ететін материалдың ішкі реакциясын сипаттайтыны қарастырылмаған. Осыған байланысты кернеуді келесі анықтама бойынша айтуға болады: механикалық кернеу дегеніміз бірлік аудандағы сыртқы әсердің ықпалынан деформацияланған денеде туатын ішкі күштер аталады.Механикалық кернеу дегеніміз бірлік аудандағы сыртқы әсерімен материалдағы байланыстың ішкі күшіне қарсыласуын сипаттайтын шама. Ең бастысы кернеу деформацияланған қатты дененің фундаменталды түсінігі. СИ бірлік жүйесінде күш Ньютонмен, қима ауданы м² өлшенсе, кернеу өлшем бірлігі Н/м²=Па.Күш бірліктердің техникалық жүйесінде кгс, ал аудан мм² өлшенеді, кернеу кгс/мм²=9,8 МПА.V заңдылық. егер еркін ауданға әсер ететін күшті векторлы шама ретінде осы ауданға перпендикуляр және оған параллелді құралғыш етіп алсақ, онда оны әрқайсысы материалда келесі түрде көрсетілген кернеу құрайды. нормалды кернеу. тангенсалды (жанаспалы) кернеу.VI заңдылық. Құрылғысы, құрамы және қасиеті әртүрлі анизотропиялық материалдар жағдайында материалдың әрбір бөлігіндегі кернеуі де әртүрлі болады. Бұл жағдайда кернеуді S әрпімен белгілейді.VII заңдылық. Механикалық кернеу әсер ететін күш байқалған кездегі көлденең қима ауданның өзгеру шамасына байланысты шартты және шынайы болады. Егер өзгеріс елеусіз болса, онда F₀=F_k. Мұндай кернеуді шартты кернеу деп атайды және σ, τ әріптерімен белгілейміз. Егер уақыт өте бастапқы қима айтарлықтай өзгерсе мұндай кернеуді шынайы деп, белгіленуі S әріпімен, ал жанаспалы t әріпімен белгіленуін атаймыз. F_k<F₀болса онда барлық кезде созылу да шынайы кернеу шартқа қарағанда көп, ал қысылу кезінде керісінше.Нормалды және жанаспалы кернеулер арасындағы байланысСтержень қимасы оның осіне перпендикуляр емес жағдайда ол нормал оған еркін бұрышпен ось құраса, осы қимаға әсер ететін кернеу элипс пошымды болады және ауданы F/cos α(2,б-суреті) бойынша анықтайды. Осыған байланысты нормалды керне (2.2)Жанаспалы кернеу (2.3)Бұдан шығатыны нормалды кернеу максималды және α=0 бұрышымен P/F тең. Аймақ әсер ететін күшке α=90⁰ 0- α=45⁰ t_max=1/2 S_max. Сол себепті жалпы алғанда максимал тангенсалды кернеу максималды нормальды кернеуден екі есе аз.

3. Жылжыпсырғымалылық кезіндегі созымдылық туралы түсінік.Жоғары температура кезіндегі деформацияның негізгі түрлері жылжыпсырғымалылық және ол тек қираудың төменгі жылдамдығымен ғана емес, сонымен бірге, аз деформациямен сипатталады. Бөлме температурасы кезінде өтетін кәдімгі деформациядан айырмашылығы жылжыпсырғымалылық кезінде екі бәсекелес процесс дамиды: деформациялық қайта беріктену және термиялық қайта беріктену.

8.2-сурет. Жылжыпсырғымалы-лық қисығының сипатты түрі. 1 – 3 – Жылжыпсырғымалылық сатылары	8.3-сурет. Әртүрлі температуралардағы жылжыпсырғымалылық қисығы (t1<t2<t3)

Аққыштық шегін жоғарылататын кернеу кезінде қалдық деформация болуы мүмкін. Ол материалдардың беріктенуіне әкеледі. Келесі қыздыру кезінде деформациялық нығайуға қайту, полиганизация, қайта кристалдану түріндегі термиялық қайта беріктену бір-бірімен бәсекелес бірге жүреді. Жылжыпсырғымалылықтың даму заңдылықтары үш негізгі аймақтан тұратын жылжыпсырғымалылықтың үш сатысына сәйкес қисықпен көрсетіледі (8.2-сурет). 1- саты. Деформация жылдамдығы уақыт өте төмендейді (бекітілмеген жылжыпсырғымалылық);2- саты. Деформация тұрақты жылдамдықпен өтеді (бекітілген жылжыпсырғымалылық); 3- сатыдан бастап деформация қираумен аяқталатын өсімді жылдамдықпен жүреді.Әр сатының берілген материалдар үшін салыстырмалы дамуы сыртқы жағдайлардан (температура, кернеу шамасы) тәуелді. Бекітілген (2- саты) жылжыпсырғымалылық жылдамдығы.έ , (8.2)мұндағы: с- тұрақты; σ-түсірілген кернеу;Q-өздігінен жүретін диффузия активациясының энергиясы;n- құрылымға байланысты 3-тен 4-ке дейін ауысып тұратын көрсеткіш. Бұл жағдайда жылжыпсырғымалылық жылдамдығы бұл сатыда тоқтатылған дислокациялардың жылжу жылдамдығымен анықталады деп есептелінген.Сынау температураның жылжыпсырғымалылықстадиясының даму заңдылықтарына ықпалы 8.3-суретте көрсетілген. Сынау температурасы төмен болған сайын соғұрлым бекітілген жылжыпсырғымалылықсатысы ұзақ және толық іске асырылады. Мұндағы үдемелі жылжыпсырғымалылықболмауы да мүмкін немесе ұзақ уақыт бойы өтпелі болуы мүмкін. Сынау температурасының жоғары (Д, С қисығы) бекітілген жылжыпсырғымалылықпериодының қысқаруына және үдемелі жылжыпсырғымалылықтың ерте басталуына және қирауға әкеледі. А нүктесінің жоғары қарай орын ауыстыруы (деформация шкаласы бойынша) материалдарды жүктеудің І-моментінде тұратын жылдам жылжыпсырғымалылықтың қарқынды дамуын білдіреді. Жоғары температурадағы жылжыпсырғымалылықпроцесін (Т >> 0,3 Т_пл) анықтайтын бірден-бір нәрсе ол – ІІІ сатыда тесіктер мен жарықтардың түйіраралық қираудың арқасында пайда болуын түсіндіреді. Көптеген жағдайларда үш түйірдің кездескен жерінде клин түріндегі жарықтардың пайда болуы мен өсуі жүреді, олардың шекаралары созылу осімен үлкен бұрышты құрайды (шамамен 90°) (8.4-сурет).Мұнан басқа, түйір бойымен және шекараларымен ұсақ кеуектердің түзілуі мен өсуі жүреді. Кеуектер бір-бірінен алыс емес қашықтықта шынжырлы болып орналасады (8.5-сурет). Жылжыпсырғу кезіндегі кеуектер бос орын диффузиясы мен олардың туынды шағын ақауларындағы (шағын жарықтар, түйірдің үлкен бұрышты шекаралары және т.б.) конденсациясымен өседі деп есептеледі. Шағын жарықтар мен кеуектер біртіндеп өссе немесе көршілестермен қосылса, олар үлкейіп, үлгі қирайды (8.6-сурет).

8.4-сурет.Клин түріндегі жарықтардың түзілу сатысы	8.5-сурет. Түйір ішіндегі кеуектердің дамуы	8.6-сурет. Созылудан кейінгі қорытпадағы кеуектер мен жарықтар, ×350

№ 28 билеті