Физико-механические свойства материалов: Конспект лекций (Общие положения материаловедения. Механические свойства в случае стандартного воздействия. Напряженное состояние произвольно нагруженной детали. Магнитные свойства), страница 7

            тангенс угла наклона касательной характеризует развитие пластической деформации

            максимальный эффект упрочнения при упругой деформации

 - относительное удлинение

 модуль Юнга.                                                              

  Если взять  , то

Некоторые особенности дислокаций

Дислокация – дефект кристаллической решетки типа сдвига, незавершенный элементарный сдвиг в кристалле.

На рисунке выше изображен кристалл, верхнюю часть которого сдвинули относительно нижней, зафиксировав положение, при котором сдвиг охватывает не всю плоскость скольжения, а только часть ее.

Граница l между сдвинутой и несдвинутой областями кристалла, называется дислокацией. Сдвиг характеризуется вектором Бюргерса. Линия краевой дислокации перпендикулярна вектору сдвига, а винтовые дислокации располагаются параллельно направлению сдвига. Под некоторым углом к вектору сдвига располагается смешанная дислокация.

Плотность дислокаций . При холодном пластическом деформировании плотность дислокаций колеблется от 108 см-2 до 1013 см-2.

Очень большие дислокации – ядро дислокаций, область сильных искажений.

Дислокации взаимодействуют друг с другом своими полями. При этом учитывается знак дислокации. Положительная дислокация обозначается ┴, а отрицательную дислокацию обозначают ┬. Дислокации с одним знаком отталкиваются, а с разными притягиваются. Объединение дислокаций с разными знаками приводит к исчезновению дислокации, это явление называется аннигиляция.

В ГЦК решетке дислокации движутся вдоль плоскости скольжения – консервативное движение, то есть может двигаться расщепленная дислокация. Неконсервативная не может. Чтобы смогла двигаться, она должна превратиться в полную, то есть надо преодолеть напряжение расщепления.

Предел текучести.

Q – коэффициент упрочнения. Для ОЦК коэффициент упрочнения высокий. Различие в структуре ядра приводит к тому, что в ГЦК кристалле уже при низкой деформации коэффициент упрочнения высокий.

Движения дислокаций.  Движение дислокаций происходит скачкообразно.

Барьер Пайэрса-Найбборо -  Ограничение движения дислокаций.

, где b – вектор Бюргерса, элементарный сдвиг дислокации.

энергетически дислокации не выгодно двигаться в направлении большого вектора Бюргерса. Дислокация там, где b наименьший.

Дислокация не может окончиться внутри кристалла. Она формирует дислокационную сетку (объемную), в узлах которой дислокация не двигается. В связи с этим дислокацию можно представить в виде натянутой нити между точками сильного закрепления. Появление дислокации сопровождается увеличением уровня свободной энергии кристалла. Чем длиннее дислокация, тем выше уровень свободной энергии, а природа кристалла требует обратного – минимализации свободной энергии. Поэтому между точками закрепления дислокация располагается так, чтобы иметь минимальную длину.  Движение дислокации осуществляется формированием сегмента.

Необратимое движение. Срабатывает источник Франка-Рида. Момент формирования кривой предела текучести. В связи с этим все факторы, препятствующие срабатыванию источника Франка-Рида – факторы статического упрочнения. Факторы, которые способствуют появлению новых дислокаций – динамические

Упрочнение и разупрочнение при пластической деформации

Относительная дислокация – основной элемент структуры, определяющий пластическую деформацию.

Факторы упрочнения – структурные факторы, препятствующие движению и распространению дислокаций.

Факторы разупрочнения – структурные факторы, способствующие распространению и движению дислокаций.

Фактор упрочнения: барьер. Он может быть большим и маленьким.

Фактор разупрочнения: факторы, препятствующие преодолению барьеров.