![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
18 Вопрос!!!
^ Особенности
деформации поликристаллических
тел.
Рассмотрим
холодную пластическую деформацию
поликристалла. Пластическая деформация
металлов и сплавов как тел поликристаллических,
имеет некоторые особенности по сравнению
с пластической деформацией
монокристалла.
Деформация
поликристаллического тела складывается
из деформации отдельных зерен и деформации
в приграничных объемах. Отдельные зерна
деформируются скольжением и двойникованием,
однако взаимная связь зерен и их
множественность в поликристалле вносят
свои особенности в механизм
деформации.
Плоскости
скольжения зерен произвольно ориентированны
в пространстве, поэтому под влиянием
внешних сил напряжения в плоскостях
скольжения отдельных зерен будут
различны. Деформация начинается в
отдельных зернах, в плоскостях скольжения
которых возникают максимальные
касательные напряжения. Соседние зерна
будут разворачиваться и постепенно
вовлекаться в процесс деформации.
Деформация приводит к изменению формы
зерен: зерна получают форму, вытянутую
в направлении наиболее интенсивного
течения металла (поворачиваются осями
наибольшей прочности вдоль направления
деформации). Изменение структуры при
деформации показано на рис. 8.1.
Рис.
8.1. Изменение структуры при деформации:
а) до деформации; б) после обжатия на
35%; в) после обжатия на 90%.
Металл
приобретает волокнистое строение.
Волокна с вытянутыми вдоль них
неметаллическими включениями являются
причиной неодинаковости свойств вдоль
и поперек волокон. Одновременно с
изменением формы зерен в процессе
пластической деформации происходит
изменение ориентировки в пространстве
их кристаллической решетки.
Когда
кристаллические решетки большинства
зерен получают одинаковую ориентировку,
возникаеттекстура
деформации.
Зернограничное упрочнение Границы зерен служат препятствиями для движения дислокаций. Если в зерне с благоприятной ориентировкой достигается напряжение, необходимое для работы источника дислокаций, раньше, чем в соседнем кристалле, тогда в благоприятно ориентированном зерне происходит вначале движение, а затем и скопление дислокаций, пришедших к границе зерна. Возникающие поля напряжений накладываются на внешние: это может привести к тому, что в соседних зернах будет достигнуто напряжение текучести. Таким способом распространяется пластическая деформация в соседние зерна. Процесс затрудняется, когда размер зерна уменьшается, число скопившихся на границах зерен дислокаций уменьшается, уменьшаются поля напряжений, но главное — увеличивается набор разориентировок зерен, что суммарно делает границы более эффективным препятствием. Повышение прочности оценивается по соотношению Холла-Петча – эмпирическому соотношению между размером зерна и пределом текучести для поликристаллических материалов (зависимость справедлива только для чистых металлов или сплавов без субструктуры и без вторых фаз). σт = σo+k d-1/2, где σт — предел текучести; σo — напряжение трения решетки (напряжение начала движения дислокации, когда d — диаметр зерна → ∞ → переход в монокристалл); k – константа (учитывающая влияние структуры границ зерен, степени закрепления дислокаций, легирования).
ЗАКОН ХОЛЛА - ПЕТЧА
Классический закон Холла - Петча описывает соотношение между пределом текучести ( σ т ) и размером зерна (D) поликристаллического зерна:
σ T = σ 0 + K * г -1 / 2
Где а 0 некоторое напряжение трения, которое необходимо для скольжения дислокаций в монокристалле, а К - материальная константа, также называемая " коэффициентов Холла - Петча " .
Закон действует для поликристаллов с размером зерна большим 1мкм. С появлением наноматериалов с размером зерна порядка нескольких десятков нанометров данный закон в той или иной мере нарушается.