125901 (577911), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рис. 9. Схема работы дислокационного механизма пластической деформации (эстафетное движение к границе зерна под действием напряжения τ)
Генерирование новых дислокаций в процессе пластической деформации источниками Франка-Рида происходит непрерывно. Поэтому количество дислокаций на границах зерен, возрастая, достигает критической величины. Вследствие этого на какой-то стадии развития пластической деформации в местах скопления дислокаций и сдвигов пачек скольжения на границах зерен возникают зародыши трещин. Зародыши, которые раньше других достигают критических размеров, превращаются в быстро распространяющиеся трещины, что и приводит металл к разрушению.
Знание дислокационной природы и особенностей механизма пластической деформации металла позволяет уяснить важный вопрос о причине более высокой прочности мелкозернистого металла по сравнению с крупнозернистым.
Вытягивание зерен в процессе деформации связано с выходом на их границы дислокаций, а также с перемещением пачек скольжения. Оно сопровождается поворотом самих расслаивающихся зерен под действием внешней силы. Однако этим элементарным процессам препятствуют границы соседних зерен. Чем мельче зерна, тем больше суммарная площадь их границ и тем больше сопротивление пластической деформации. Влияние размера зерна d на одну из характеристик прочности металла - предел текучести σT - отражено в формуле Холла-Петча:
где σM - прочность монокристалла; ky — коэффициент зернограничного упрочнения.
Размером зерна металла можно целенаправленно управлять путем изменения условий кристаллизации или применением термической обработки.