Около границы зерна, как правило, собирается плоское скопление дислокаций. Присутствие границ зерен приводит к эффекту упрочнения - зернограничное упрочнение
Закон Холла-Пэтча 
, где К – коэффициент, характерный для
каждого металла; D – размер зерна.
,
где n – число дислокаций
При формировании плоского скопления дислокаций формируется сила, пропорциональная числу дислокаций в скоплении. Эта сила может способствовать преодолению барьера упрочнения.
Варианты:
1. Происходит перенос пластического деформирования в соседнее зерно, но в другой плоскости скольжения.
2. Происходит объединение соседних передовых дислокаций, формируется микротрещина – элемент разрушения. Этот вариант неблагоприятен. Такое же может быть на границе двух плоскостей скольжения.
Чем больше мелких частиц, тем эффект упрочнения больше. Существуют мартенсито-стареющие стали – самые высокопрочные материалы.
Динамическое упрочнение
Дисперсионное упрочнение – огибание частиц (пример динамического упрочнения – упрочнение, формируемое в процессе пластического деформирования)
1 2 3 4 5 6
1. дислокация начинает двигаться
2. дислокация останавливается на частицах
3. при повышении нагрузки, дислокация продолжает свое движение и огибает частицы, образуя дислокационные сегменты.
4. при объединении мест перегиба, дислокация продолжает движение.
6. когда дислокация преодолевает цепочку включений, то вокруг каждого включения образуется дополнительная петля.
В дальнейшем для следующей дислокации преодоление цепочки включений оказывается наиболее энергетическим процессом, потому что зазор между частицами уменьшается за счет петли около частицы.
Аналогично этому происходит наклеп. Альтернативой динамического является статическое упрочнение, то есть факторы упрочнения, возникшие до пластического деформирования. Статическое упрочнение влияет на предел текучести. Чем больше факторов статического упрочнения, тем выше предел текучести. Динамическое упрочнение влияет на форму кривой пластического деформирования и способствует увеличению коэффициента упрочнения.
Переход 1-2 – статичесоке упрочнение (эксплуатация).
Переход a-b динамическое упрочнение (технология).
Разупрочнение – перерезание.
Особенность перерезания – за счет дислокаций остается шлейф растворенных атомов, входящих в химическое соединение. Это может привести к существенному растворению частиц химического соединения и формированию пересыщенных химических растворов при интенсивном пластическом деформировании. Такие растворы обладают повышенным уровнем свободной энергии и, в связи с этим, комплексом уникальных свойств.
Упрочнение:
1. 1.компоненты
2. 2.кристаллическая решетка
3. 3.наклеп
4. 4.введение атомов замещения, твердорастворенное упрочнение.
5. введение атома внедрения, Fe-C
6. деформационное старение
7. зернограничное упрочнение
8. дисперсионное твердение
9. увеличение скорости деформирования (приводит к повышению основных элементов кривой пластичности)
10. снижение температуры деформации.
Чем выше степень пластической деформации, тем ниже эффективность упрочнения и выше эффективность разупрочняющих моментов.
РАЗРУШЕНИЕ
Трещина – дефект кристаллической решетки, связанный с разрывом химических соединений между атомами в материале.
Разрушение – процесс зарождения и распространения трещин в материале на различных структурных уровнях.
1.атомный уровень
Зарождение трещин, разрыв химических
соединений. Атомы расходятся на расстояние больше межатомного.
2.субмикроскопический уровень
Структура в виде кристаллической решетки. Основная модель расхождения атомов в кристаллической решетке – термофлуктуация (объединение атомов, совершающих тепловые колебания одновременно в одном направлении).
Тепловые колебания, как правило, - хаотические колебания вокруг узла кристаллической решетки. В ряде случаев возможно создание короткоживущих объединений атомов, двигающихся в строго определенном направлении. При разноименном движении флуктуации возникают такие усилия F1 и F2, которые становятся больше теоретической плотности, формируется трещина. Как только термофлуктуация исчезает, трещина тоже исчезает. Это упругие субмикроскопические трещины.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.