Cimmerman (523120), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Стадия 1П вЂ” уменьшение упрочнения вследствие динамического возврата. Дислокации обходят препятствия с помощью поперечного скольжения. Возможяосгь такого обхода есть функция энергии дефектов упаковки. Стадия ХП тем более четко выражена, чем выше энергия дефектов упаковки. При горячей деформации образуется еще стадия 17 в динамической полигонизации или динамичесной рекрнсталлиэации 1141. Кривая 2 характеризует процесс, когда превалирует множественное скольжение. д. Упрочненне твердых растворов.
Упроч- пение является следствием взаимодействия дислокаций и атомов примесей (рис. 1.223). Вокруг атомов примесей или леги- 7У77а 75 75 75 Рис. «.тш У ф5 7РУ Хг .7 рующих элементов в твердых растворах замещения создаются симметричные искажения в решеп«е. Из-за разности атомных диаметров с атомамн матрицы возникают поля напряжений.
Вокруг дислокаций также возникают поля напряжений. Естественно, что взаимодействие этих полей напряжений, сопровождающееся тем, что общее искажение решетки понижается, приве- дет к тому, что атомы примесей всегда будут стремится взаимодействовать с дисло- нациями, так как при этом энергия последннх будет уменьшена.
Знергня дислокаций пропорциональна модулю сдвига. При этом Ьб может быть: положительным (+Ьб) — дислокации отталкиваются чужеродными атомами или отрицательным ( — Ьб) — дислокации притягиваются чужеродными атомами. Дальнейшее движение дислокаций а обоих случаях затруднено. Взаимодействие чужеродных атомов в решетке с дислокациями ведет к росту так называемого трения решетки. Расчет напряжения течения в этом случае: т=т г+абс 7э, где а — коэффициент удельного твердорастворного упрочнения для данного вида атомов; с в нонцентрация атомов примесей (легирующих элементов), 7о.
Упрочнение твердого раствора при взаимодействии дислокаций с атомами внедрения больше, чем при взаимодействии с атомами замещения. Зто определяется не только спецификой создаваемых полей напряжений вокруг дислокаций (особенно вокруг винтовых), но и тем, что ыеждоуэельные атомы определшот возникновение нормальных и тангенцнальных напряжений, которые вступают во взаимодействие со всеми дислокациями. Поэтому атомы внедрения сильнее взаимодействуют с дислокациями, чем атомы замещения. В технике используется упрочнеиие твердых растворов, которые оказываются прочнее чистых компонентов.
Имеет значение растворимость атомов примесей в матрице: чем меньше растворимость, тем сильнее сказывается твердорастворное упрочнение, так как атомы примесей главным образом взаимодействуют с дислокациями. Упрочнение в твердых растворах возможно также в результате упорядочения. Сначала образуется антифазиая (межфазная) граница, а затем сверхдислокации, которые, переходя в соседнюю систему скольжения, препятствуют перемещению других дислокаций.
1.11.1.3. Процессы деформации в поликристаллических материалах При обсуждении процесса пластического течения в поликристаллах необходимо при- нять во внимание: а) различную ориентировку отдельных кристаллов", б) наличйе границ зерен как препятствий движению дислокаций; в) различные упругие и пластические свойства кристаллов, если речь идет о двух- фазном полинристалле. Михролластичносгь.
Процесс скольжения сначала происходит в отдельных немногих благоприятно ориентированных кристаллах. Движение дислокаций во всем нонгломера- те крисгазлов предполагает реализацию примерно пяти систем скольжения (акко- модационное скольжение). Таким образом, вначале пластическая деформация будет небольшой и в немногих благоприятно ориентированных кристаллитах, пока на- пряжение не возрастает до высоннх значе- ний, необходимых для совместности дефор- мации в стыкующихся кристаллитах. Зернограличвое уирочнелие. Границы зе- рен служат препятствиями для движения дислокаций. Если в зерне с благоприятной ориентировкой достигается напряжение, необходимое для работы источника дисло- каций, раньше, чем в соседнем нристалле, тогда в благоприятно ориентированном зерне происходит вначале движение, а за- тем и скопление дислокаций, пришедших к границе зерна.
Возникающие поля напря- жений накладываются на внешние: зто мо- жет привести к тому, что в соседних зернах будет достигнуто активирующее на- пряжение течения. Таким способом распро- страняется пластическая деформация в со- седние объемы (зерна). Процесс затрудня- егся, когда размер зерна уменьшается (число скопившихся на границах верен дислокаций уменьшается, уменьшаются по- ля напряжений, но главное — увеличивает- ся набор разориентировок зерен, что сум- марно делает границы более эффективным препятствием).
Соотношение Холла — Легча. Змпиричес- кое соотношение между размером зерна и пределом текучести для поликристалличес- ких материазов (зависимость справедлива только для чистых металлов или сплавов беэ субструктуры и без вторых фаз). пз —— и«+А««Г « . где пн — предел текуцт чести; и« вЂ” напряжение трения решетки (напряжение начала движения дислока- ции, когда «1 — диаметр зерна -«-со-«- пере- ход в монокрнсталл); л, — константа (учитывающая влияние структуры границ зерен, степени закрепления дислокаций, легирования) . Зврлограличнов скольжение. При температуре )0,5 Т, скольжение может развиваться преимущественно в приграничных объемах. Процесс может быть объяснен толька с помои)ью движения дислокаций, приходягцих изнутри зерен. Зто, очевидно, объемный эффект.
Зернограничное (приграничное) скольжение является преимущественным видом пластической деформации при высоких температурах (см. 1.11.1.4) . Свврхпластичнасгь. Явление было открыто сначала ' на эвтектондных сплавах Еп— А1 (22 74 А1). Состояние сверхпластичности имеет меньшее значение для материалов, пластичность которых велика и при обычных условиях деформации, но сверхпластичность важна для таких материалов, формоизменение которых, во-первых, затруднено (труднодеформируемых), а вопторых, когда на практике можно допустить те условия, в которых сверхпластичвость реализуется! низкие скорости и изотермические условия деформирования.
В условиях сверхпластичностн при растягивающем напряжении удлинение может достигать нескольких сот процентов, а сужение 100 ть. Зто наблюдается в материалах, в которых в процессе деформации имеет место структурное превращение (сверхпластичносп' превращения), а также в весьма мелкозернистых сплавах (структурная сверхпластичность); механизм процесса дислокацнониый.
На сверхпластичность влияют температура деформации и скорость деформации. Прн нормальном поведении металлического материала напряжение текучести =7(в); ох=Ке" (п=0,05 —:0,2). Прн сверхпластическом поведении напряжение течения = 7 (е), где е — скорость деформации; ог = Квж, где гп 4(1йох/г(!йв; гп = = 0,4 †: 0,8. Возможные факторы, которые могут раскрыть механизм сверхпластичности (вероятно, в общем трн критерия): а) движение вакансий через решетку или вдоль границ зерен, вызванное напряжениями; б) большая доля приграничного скольжения (движение зернограничных дислока ций); в) динамические процессы возврата (рекристаллизация) в процессе деформации. Примеры сверхпласгичного поведения некоторых материалов — см. рнс.
1.224 и 1.225. Осгагачныв напряжения ('иначе внутренпив напрюсвлил). Появляются вследствие искажений решетки, возникающих в процессе фазовых превращений и пластической деформации. Причина их возникновения— скопления дислокапий у различного рода препятствий, создание суммарных полей ' А А Бочваром и 3. А. Свцдерской. Прим. рвд. 7 — 140 напряжений в этих скоплениях. Внутренние напряжения действуют независимо от внешнего нагружения, они могут с ними совпадать по знаку нли быть направленными в противоположном направлении. у) ивч7 вч) В4717Е7 10 70 ла47 .7ВВ уар бв 7Р гр Рудхфуфй 7 2зэз 7Р язв в,мв» г Рис.
1.224. Зависимость удлннення ог скоросчн растяжения для РЬ, Зи л Рьглнчных спльььв. В снаокьх — лродьлжетельносгь еылежеььння гч 72 Л 1747 фвв ВРУ фу цг фуй4157 ру у,р лг Рнс. 1лиэ. Заьнсныость удлинения 0 47г! ьг коэффициента и: 1 — сллььы Зл — В! [прз кьыньтноя темпе' ратуре!: 2 — спльеы ха — 20ЛГ лг)е 60— 2ьз 'С; 3 — стали лун 000 — 1200 'С; сельвы титана ирн 20 — 1000 'С Внутренние напряжения разделяют иа: а) термические напряжения, возникакчцие из-за градиента температур в объеме тела; б) структурные напряжения, появляющиеся в результате фазовых превращений (особенно идущих с изменением объема). Внутренние напряжения влияют на механические свойства Если внутренние наг пряжения являются сжимающими, тогда они полезны, так как они как бы компенсируют (уменьшают) опасные растягиваюшне внешние напряжения (опасные с точки зрения возникновения трешки). Зто означает, что для образования зародышевой трещины требуется приложить более высокое напряжение, чтобы преодолеть действие остаточного сжимающего напряжения (особенно на поверхности — см.
далее). Отрицательное влияние остаточных напряжений: а) вызывают охрупчивание (например, в местах сварки); б) вызывают изменение размеров (понодка, коробление); в) йзменяют злектрохимический потенциал (коррозия); г) изменяют электрические и магнитные свойства. Положительное влияние: а) сжимающие напряжения создаются специально на поверхности материалов для повышения их статической прочности (при изгибе или кручении); б) напряжения сжатия на поверхности имеют положительное влнявие на увеличение усталостной прочности.
Эффект Бауишнгера Объясняется наличием остаточных напряжений. Эффект состоит.в том, что в условиях деформации при незначительном нагруженин, отвечающем переходу нз упругой в пластическую область вначале в прямом, а затем в обратном направлении (например, материал вначале сжимается, а затем растягивается), напряжения течения в прямом н обратном направлении не совпадают. Текстуры деформации Деформация ведет не только к изменению формы (вытяжке) зерен и образованию мегаллографнческой текстуры (волокнистости), но и к тому, что при этом зерна приобретают пред-' почтительную ориентировку (своими плоскостями и направлениями) относительно ниправленного течения металла при деформации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
