На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Деформации кристаллов

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

На первой стадии деформации кристаллов, ориентированных для одиночного скольжения, реально действует одна система скольжения. При этом основным механизмом размножения дислокаций является генерирование их источниками типа источников Франка — Рида и размножение винтовых участков расширяющихся дислокационных петель механизмом двойного поперечного скольжения [204]. Исходя из этого эволюция плотности дислокаций описывается уравнением [201][7, С.112]

Механическое двойникование является одним из основных типов пластической деформации кристаллов и становится преобладающим типом таковой в случаях затрудненного скольжения (например, при динамических нагрузках, низких температурах, в низкосимметричных структурах) . В металлах двойникование чаще реализуется в ГПУ решетках, реже в ОЦК и еще реже в ГЦК решетках. Механическое двойникование полярно - сдвиг может происходить только в одну сторону. Противоположно направленное усилие уничтожает двойник (раздвойникование).[11, С.14]

Рассмотрению закономерностей поведения дислокационного ансамбля на начальной стадии деформации кристаллов, а также физической природы микроскопического предела текучести и, в частности, природы неодно-родностей пластического течения (скачков деформации) посвящен ряд работ [288—298]. Согласно [292—294], основным фактором, ответственным за природу скачкообразной микродеформации, является динамика размножения подвижных дислокаций, т.е. элементарному скачку на кривой а—е соответствует мгновенное изменение плотности подвижных дислокаций. Согласно другим модельным представлениям [289-291], предел текучести с точки зрения микроскопической пластичности соответствует тому напряжению, при котором оказывается возможным продавливание дислокаций через лес различных потенциальных барьеров в кристалле. При этом появление микроскачков задолго до наступления ат по существу представляет собой срабатывание легкодействующего (с малыми значениями гст) "хвоста" стартовых напряжений в спектре их распределения (рис. 36,а—в). При этом, по-видимому, к нашим условиям наиболее близок вариант 5 и 6 экспериментального распределения дислокаций по тст (рис. 36,а—в). С другой стороны, если предположить, что функции средних длин пробега дислокаций от напряжения / (т) и плотности подвижных дислокаций от напряжения р(т) качественно аналогичны [289, 290], то с этих позиций также хорошо объясняются экспериментально наблюдаемые нами явления по общему увеличению числа и амплитуды микроскачков с ростом напряжений на кривой т—у (см. рис. 35).[9, С.61]

Как уже указано, мартенситное превращение в макроскопическом масштабе происходит в результате псевдосдвиговой деформации кристаллов исходной фазы. Поэтому в обычных металлах и сплавах под воздействием напряжений превращение происходит по одному из двух равновозможных механизмов деформациидеформации скольжением или деформации двойникованием. Однако при мартенситном превращении возможно обратное превращение, что является особенностью, которой нет при деформации скольжением или двойникованием. Поэтому деформационное поведение сплавов, в которых происходит мартенситное превращение, существенно отличается от деформационного поведения обычных металлов и сплавов.[6, С.31]

Поскольку, как было показано мною, EN= (2/3)/v/2, где N=0, 2, 4, 6, 8, 10, 13, 18, все восемь известных значений деформации перехода для пластической деформации кристаллов обозначены римскими цифрами. Эти значения деформаций перехода собраны в табл. 138. Все значения деформаций найдены относительно недеформированного состояния, т. е. являются значениями условной деформации. Все значения в табл. 138, кроме заключенных в круглые скобки для кручения при больших деформациях, подтверждены экспериментально.[10, С.308]

Тэйлор включил эти опыты как часть в свой обзор, посвященный ряду различных исследований, выполненных между 1925 и 1938 гг. (Taylor and Elam [1925, 1, 3], Taylor and Farren [1926, 2], Taylor [1927, 1, 2, 3], [1934, 1, 3], [1938, 1]). В 1934 г. в части I статьи, озаглавленной «Механизм пластической деформации кристаллов» (Taylor [1934, 1, 3, 5]), он предложил теорию упрочнения деформации, включающую дислокации, которая согласовывалась <: наблюдавшейся им параболической функцией отклика для определяющего сдвига. С целью получения численных значений для определения характеристической длины он приспособил эти данные и также результаты четырех испытаний железа, одного опыта с медью и одного опыта с золотом к соответствующим параболам и получил значения коэффициентов парабол: 3,8-108 дин/см2 для[10, С.126]

Анизотропия механических свойств кристаллов может приводить к неодинаковой величине отпечатков на различно ориентированных по отношению к плоскости шлифа кристаллитах, к различию диагоналей одного и того же отпечатка и к неодинаковой степени изогнутости различных сторон отпечатка. При количественном изучении отклонений отпечатков от правильной квадратной формы можно получить важную информацию об анизотропии пластической деформации кристаллов.[8, С.31]

В монографии рассмотрены физические закономерности микропластической деформации поверхностных слоев твердого тела ниже и выше температурного порога хрупкости. Проведен анализ основных факторов, ответственных за особенности пластического течения в приповерхностных слоях материалов, с позиций учета структурно-энергетических закономерностей зарождения, размножения и динамики движения дислокаций вблизи свободной поверхности твердого тела. Выявлена физическая природа и основные закономерности низкотемпературной микропластической деформации кристаллов с высоким рельефом Пайерлса в области хрупкого разрушения при малых и средних величинах напряжений.[9, С.2]

Для того чтобы выяснить, являются ли найденные закономерности микропластического течения вблизи свободной поверхности узко специфичными и присущими только полупроводниковым кристаллам или же, наоборот, они более универсальны и распространяются на металлические системы, мы провели исследования [280-282], аналогичные описанным выше на металлических моно- и поликристаллах. При этом исследования показали, что принципиально выявленные и разобранные в главе II закономерности микропластического. течения справедливы для всех основных типов металлических кристаллов с ОЦК (МО, Nb, a-Fe), ГЦК (А1) и ГПУ (Ti) решеткой. При этом наиболее подробные кинетические и прямые структурные исследования были проведены на кристаллах с ОЦК решеткой. Исследования кинетики деформации кристаллов с ГЦК и ГПУ решеткой проводились в основном методом зкзоэлектронной эмиссии с деформированных растяжением в вакууме образцов [254—256, 283—286] в сопоставлении сданными структурных исследований.[9, С.59]

При традиционном описании процесса пластической деформации исходят из того, что существующие в кристаллах системы скольжения позволяют обеспечить его формирование без разрушения сплошности. В.Е. Паниным и др. [11] было доказано, что пластическое течение происходит одновременно на нескольких уровнях, причем трансляция на одном уровне обязательно сопровождается поворотом на более высоком уровне, и наоборот. Принципиально важным в этом подходе является то, что любое нарушение структуры кристалла при подводе к нему внешней энергии рассматривается с позиции самоорганизации локальных структур, обусловленной энтропийными эффектами. Вторичные структуры, формирующиеся в деформируемом кристалле при достижении необходимого уровня возбуждения, представляют совокупность локальных структур - от дефектов типа точечных или линейных до аморфного состояния, возникающего при высокой плотности дефектов. Таким образом, при анализе пластической деформации кристаллов необходимо учитывать кооперативное взаимодействие трансляции, ответственной за изменение формы (дисторсии), и ротации, ответственной за изменение объема (дилатации). При этом важную роль в распространении скольжения играют границы зерен. Эволюция скольжения включает образование полос скольжения на начальных этапах пластической деформации, которые потом трансформируются в полосы микроскопического сдвига, что приводит к возникновению зоны локализованной макропластической деформации, проходящей через весь объем. Переход от одного масштабного уровня (микрополосы) к другому (макроиолосы) являет собой неустойчивость пластической деформации, предопределяющую шейко-образование. Он характеризуется тем, что изменяются элементарные носители деформации - дислокации сменяются дисклинациями. Дисклинации являются более энергоемкими дефектами, чем дислокации, что позволяет системе про-[1, С.241]

структурным исследованием дает возможность проследить за развитием пластической деформации кристаллов полупроводников. Использование указанной методики в работе, выполненной при участии автора С. С. Гореликом, Ю. С. Клейнфельдом и Ю. М. Литвиновым [67], позволило по перегибу на кривых Яд = / (Т), а также по характеру развития дислокационных розеток определить температуры перехода чистого германия (р *=^ 40ч-50 Ом • см) и германия, легированного галлием (р «=* 0,0006 Ом-см), в пластическое состояние. Указанные температуры составляют соответственно 300 и 250° С, что согласуется с данными количественного анализа кривых микротвердости, приведенными выше.[5, С.255]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванова В.С. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов, 1998, 368 с.
2. Трефилов В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов, 1987, 248 с.
3. Тушинский Л.И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий, 1986, 216 с.
4. Алексюк М.М. Механические испытания материалов при высоких температурах, 1980, 208 с.
5. Лозинский М.Г. Тепловая микроскопия материалов, 1976, 304 с.
6. Ооцука К.N. Сплавы с эффектом памяти формы, 1990, 221 с.
7. Иванова В.С. Синергетика и фракталы в материаловедении, 1994, 384 с.
8. Бернштейн М.Л. Металловедение и термическая обработка стали Т1, 1983, 352 с.
9. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов, 1983, 281 с.
10. Белл Д.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел Часть2 Конечные деформации, 1984, 432 с.
11. Бойко В.С. Обратимая пластичность кристаллов, 1991, 280 с.
12. Рыбакова Л.М. Структура и износостойкость металла, 1982, 215 с.
13. Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов, 2003, 257 с.

На главную