Билет 18

1.Дефекты решетки, их виды , их поисхождение.

Различают следующие дефекты в металлах:

 Точечные дефекты — вакансии, примесные атомы и дислоцированные атомы (межузельные атомы, пары Френкеля). В частности, вакансии и межузельные атомы появляются на стадии затвердевания расплава, причем их сочетание приводит к паре Френкеля. Межузельные атомы вносят существенно большее возмущение, чем вакансии при их сравнительно небольшом количестве. Вакансии образуются главным образом по механизму Шоттки, по которому кристалл

как бы растворяет пустоту, начиная с поверхности.

 Линейные дефекты — краевые, винтовые и криволинейные дислокации, цепочки вакансий или внедренных атомов.

Краевые дислокации обусловлены наличием избыточной атомной плоскости.

 Поверхностные дефекты — границы зерен, границы блока (блоки — это обломки зерен).

 Объемные дефекты — трещины, поры, грубые неметаллические включения.

(?)

2. Межкристаллическая деформация, ее механизмы и особенности. Остаточные напряжения, их виды и влияние на эксплуатационные характеристики изделия.

Деформация поликристалла - межкристаллическая деформация - идет путем поворота зерен и вытягивания их в направлении прокатки; осуществляется в результате деформации каждого зерна и взаимного перемещения зерен. Деформация поликристалла неравномерна, легче идет деформация внутри зерна, а на границах зерен, где есть примеси, неметаллические включения, осколки зерен происходит торможение дислокаций, т.е. деформация поликристалла осуществляется в результате деформации каждого отдельного зерна и взаимного перемещения зерен относительно друг друга. В отожженном металле зерна расположены хаотически и для начала пластической деформации (растяжения) необходимо s₁ = s_т . При этом пластическая деформация будет происходить в первую очередь в зернах плоскости скольжения которых ориентированы под углом 45° по направлению прикладываемой нагрузки, т.к. им требуется min растягивающие напряжения. По мере деформации этих зерен они оказывают дополнительные усилия, на соседние зерна, заставляя их поворачиваться, располагая более благоприятно к действию сил.

Поликристалл имеет несколько различно-ориентированных плоскостей скольжения, поэтому всегда, какая либо плоскость располагается удовлетворительно по отношению к действию сил, но на осуществление пластической деформации по не основной плоскости, необходимы большие затраты энергии. Чем меньше плоскостей скольжения и направлений скольжения имеет металл, тем больше неравномерность степени деформации. В процессе пласт деформации не-упорядоченная структура становится упорядоченной текстурой и металлическое тело из казиизотопного (условно изотопного) превращается в анизотропное. (ИНТЕРНЕТ. Сам что-то не нашел)

Остаточными называются напряжения, которые возникают из-за неравномерности пластической деформации и остаются в теле после снятия внешних сил или устранения других причин, обусловивших неравномерную пластическую деформацию.

Различают остаточные напряжения трех родов:

 первого рода – возникающие между частями тела;

 второго рода – возникающие между зернами поликристалла;

 третьего рода – возникающие в зерне между группами атомов.

Остаточные напряжения первого рода – микроскопические зональные напряжения, охватывающие целые области деформируемого тела и имеющие ориентацию, связанную с его формой. Различная ориентация плоскостей скольжения в зернах поликристалла, а следовательно, и разная величина упругой деформации, соответствующей началу пластической деформации отдельных зерен, при-

водят при разгрузке к возникновению остаточных напряжений второго рода, не имеющих преимущественной ориентации в отличие от остаточных напряжений первого рода. Остаточные напряжения третьего рода возникают при взаимодействии субмикроскопических элементов деформируемого тела, в частности дислокаций, и связаны с направлениями кристаллографических осей зерен. В большинстве случаев остаточные напряжения нежелательны, поскольку они ухудшают служебные свойства изделий: резко снижают коррозионную стойкость (из-за межкристаллитной коррозии), пластичность, ударную вязкость и предел выносливости. В частности, остаточные напряжения первого рода могут вызывать искажение формы (коробление) заготовки или детали. Совместно с действием внешних сил остаточные напряжения могут приводить к разрушению детали под нагрузкой, значительно меньшей, чем расчетная. Возможно также разрушение заготовок и без приложения внешних сил вследствие комбинации остаточных напряжений и температурных полей. Однако наличие сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое приводит к положительному эффекту – повышению усталостной прочности.