- •Глава 1. Атомно-кристаллическое строение материалов
- •1. Электронное строение атомов. Классификация элементов в периодической системе д. И. Менделеева
- •2. Кристаллическое строение твердых тел
- •3. Типы связей между атомами (молекулами) в кристаллах
- •Пояснения к ответам на вопросы
- •2) Правильно.
- •Глава II. Основы теории кристаллизации
- •1. Энергетические условия кристаллизации
- •2. Механизм процесса кристаллизации
- •3. Размер зерна, образующегося при кристаллизации. Строение кристаллического слитка
- •4. Дефекты строения реальных металлов
- •5. Полиморфные превращения металлов
- •6. Методы изучения кристаллического строения металлов
- •Пояснения к ответам на вопросы
- •Глава III. Механические свойства металлов
- •1. Свойства, определяемые при статических испытаниях.
- •2. Свойства, определяемые при динамическом нагружении
- •3. Свойства, определяемые при циклически действующих нагрузках (усталость материалов)
- •4. Свойства, определяемые нагружением в условиях повышенных температур
- •Глава IV. Физическая сущность механизмов деформации и разрушения металлов
- •1. Механизм упругой и пластической деформации металлов
- •3. Факторы, влияющие на хрупкое и вязкое состояние металлов
- •4. Основные направления повышения прочности металлов. Конструктивная прочность
- •Глава V. Наклеп, возврат и рекристаллизация металлов и сплавов
- •1. Наклеп металла
- •2. Отдых (возврат) металла
- •3. Рекристаллизация
- •4. Полигонизация
- •1). Совершенно правильно.
- •3). Ошибаетесь.
- •3). Совершенно правильно.
- •1). Ответ неточный.
- •2). Совершенно правильно.
- •1). Ответ неполный.
- •2). Совершенно правильно.
- •3). Правильно.
- •Глава VI. Строение и свойства сплавов
- •1. Металлические сплавы
- •Характеристика основных фаз в сплавах
- •Особенности кристаллизации сплавов
- •2. Диаграммы состояния сплавов
- •3). Совершенно правильно.
- •2). Правильно.
- •3). Совершенно правильно.
- •2). Правильно.
- •2). Совершенно правильно.
- •3). Правильно.
- •3). Правильно.
- •1). Правильно.
- •3). Правильно.
- •Глава VII. Сталь и чугун
- •1. Диаграмма состояния Fe—Fe3c
- •Глава VIII. Углеродистые стали
- •1. Влияние состава на свойства стали
- •2. Технологические свойства стали
- •3. Основы легирования стали
- •4. Фазы, образуемые легирующими элементами с железом. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфных превращений железа.
- •Карбидообразующие легирующие элементы и типы образуемых карбидов
- •5. Влияние легирующих элементов на содержание углерода в перлите, температуру эвтектоидного превращения и свойства стали
- •6. Классификация и маркировка сталей
- •Глава IX. Чугуны
- •1. Процесс графитизации чугунов
- •2. Серый чугун
- •3. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом
- •4. Ковкий чугун
- •Марки, основные механические свойства и структуры серых, ковких и высокопрочных чугунов (выборка)
Глава V. Наклеп, возврат и рекристаллизация металлов и сплавов
1. Наклеп металла
Упрочнение металла при пластической деформации, называется наклепом. На рис. 49 показано изменение прочности в и пластичности меди в зависимости от степени пластической деформации. По оси абсцисс отложена степень деформации, которая устанавливается из отношения % (F изменение площади поперечного сечения при деформации, Fo исходное сечение образца). Изменение свойств металла после пластической деформации связано с ростом плотности дислокации , которая характеризуется суммарной длиной дислокации в см, содержащихся в 1 см3 металла. После пластической деформации может достичь значений до 1012 см-2.
Связь предела текучести т и плотности дислокаций описывается зависимостью где (0 - напряжение, необходимое для перемещения дислокаций в совершенном кристалле; а - коэффициент дислокационного упрочнения, зависящий от типа решетки; G - модуль сдвига; b - вектор Бюргерса).
При повышении плотности дислокаций в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к упругому искажению кристаллографических плоскостей и изменению равновесного межплоскостного расстояния d, т.е. вместо d которые становятся dd. Напряжения локализуются в пределах зерен и называются напряжениями второго рода II.
Деформация вызывает также статические искажения в расположении атомов в решетке, что принято характеризовать, как искажения (напряжения) третьего рода(III). Внутренние напряжения I рода I, уравновешиваемые в отдельных зонах детали при равномерной пластической деформации отсутствуют.
Деформация сопровождается дроблением зерен и блоков. Для изучения изменений в строении металла при наклепе широко используются микроскопические, электронномикроскопические и рентгенографические исследования. При больших степенях деформации зерна приобретают определенную кристаллографическую ориентировку, относительно направления деформирования создавая так называемую текстуру деформации (рис. 50г). Текстура деформации приводит к анизотропии свойств поликристаллического тела.
На рис. 50 показаны: а - исходная микроструктура железа (0,09% С и средний размер зерна ~ 14 мкм), состоящая из более или менее равноосных зерен, и на б, в, г - микроструктуры железа после разных степеней обжатия.
При прокате по мере увеличения степени деформации происходит вытягивание зерен. Размер зерна после 90% деформации 70х3 мкм, т. е. имеет место резко выраженная текстура деформации.
Наклеп металла сопровождается изменением и других физико-химических свойств: происходит уменьшение коррозионной стойкости, повышение электросопротивления. У сплавов на основе железа повышается коэрцитивная сила, уменьшается магнитная проницаемость.
№ 23. Как изменится рентгенограмма, снятая с наклепанного металла, имеющего напряжения второго (II) и третьего (III), рода? Для решения задачи вспомните формулу Вуль-фа-Брегга и рис. 7в. Ответ (см. на с. 60): 1) от II и III происходит размытие линий на рентгенограмме; 2) от II линии расширяются, от III снижается их интенсивность; 3) уменьшается ширина и интенсивность линии.
На рис. 51 показано изменение твердости железа (0,09%) в зависимости от степени деформации.
№ 24. Как должны выглядеть кривые зависимости т= f() и =f() для данного материала? Ответ (см. на с. 60): 1) аналогично кривой HV=f(g); 2) кривая =f((p) должна понижаться, кривая т=f() — повышаться, с. 114; 3) кривые были бы параллельны оси абсцисс.