Упругой деформацией называют такую, влияние которой на форму, структуру и свойства тела полностью устраняется после прекращения действия внешних сил. При возрастании касательных напряжений выше определенной величины (предел упругости) деформация становится необратимой. При снятии нагрузки устраняется лишь упругая составляющая часть, то есть деформация, которую называют пластической, остается. Пластическая деформация в кристаллах может осуществляться скольжением и двойникованием (рис.1).
Скольжение в кристаллической решетке протекает по плоскостям и направлениям с наиболее плотной упаковкой атомов, где величина сопротивления сдвигу наименьшая, так как расстояние между такими соседними плоскостями наибольшее. Плоскости скольжения и направления скольжения, лежащие в этих плоскостях,образуют систему скольжения. В металлах могут действовать одноременно несколько систем скольжения, причем чем их больше, тем выше способность металлов к пластической деформации.
Процесс скольжения не следует представлять как одновременное передвижение одной части кристалла относительно другой. Такой сдвиг потребовал бы напряжений в сотни, даже в тысячи раз превышающих те, при которых в действительности осуществляется деформация. Скольжение осуществляется в результате перемещения в кристалле дислокаций (рис. 2)
Рис. 1
Рис.1.Схема упругой и пластической деформации металла под действием напряжений сдвига: а - первоначальный кристалл; б - упругая деформация; в- увеличение упругой и пластической деформаций, вызванных скольжением при нагружении, большем предела упругости; г - напряжение, обусловливающее появление сдвига (после сдвига сохранилась остаточная деформация); д - образование двойника
Чтобы дислокации из исходного положения 1 переместились. в соседнее положение 14,не нужно сдвигать всю верхнюю половину кристалла на одно межатомное рас стояние .Достаточно, чтобы произошли следующие перемещения атомов: этом 1-в положение атома 2, атом 3 - в 4, атом 5- в 6, атом 7 - в 8, атом 9 - в 10, атом 11 - в 12, атом 13 - в 14, атом 15 - в 16 и атом 17 - в 18. Также смещаются атомы не только в плоскости чертежа, но и во всех атомных слоях, параллельных этой плоскости. Перемещение дислокации возможно и путем переползания. Переползание - это диффузионное смещение дислокационной линии или ее части вследствие присоединения межудельных атомов или вакансий. При этом дислокации из одной плоскости переходят в другую. Перемещение дислокации в плоскости скольжения ММ черед весь кристалл приводит к смещению (сдвигу) соответствующей части кристалла на одно межплоскостное расстояние (см.рис.2,б-г),при этом справа на поверхности кристалла образуется ступенька. Обычно в одном месте выходит на поверхность кристалла группа дислокапий(~10-100).
Следует иметь в виду, что перемещение дислокаций, образовавшихся в процессе кристаллизации, ограничено. Большие деформации возможны только вследствие того, что движение этих дислокаций вызывает появление или размножение большого количества новых дислокаций в процессе пластической деформации.
Рис.2.
Движение краевой дислокации, приводящие к образованию ступеньки единичного сдвига по поверхности кристалла: а - схема движения дислокации; б - краевая дислокация в кристаллической структуре; в - дислокация перемещена на два межатомных расстояния в решетке под влиянием приложенного напряжения; г - выход дислокации на поверхность и появление сдвига
Механизм образования дислокаций в процессе пластической деформации был открыт в 1950 году одновременно двумя учеными Франком и Ридом, но предсказал его ещё в 1940 году Я.М.Френкель.
Дислокация, расположенная в плоскости скольжения
(плоскости рисунка) , закреплена в точках А и 
(рис.З,а).
Такое закрепление может быть при пересечении данной дислокации другими
дислокациями, атомами примеси и т.д. Под действием возрастающего напряжения
дислокация выгибается, пока не примет форму полус(!еры (рис.8,б).Дальнейшее
распространение дислокации происходит самопроизвольно путем образования двух
спиралей (рис.3,в). В точке С спирали встречаются (рис.3, г ),что приводит к
образованию внешней замкнутой петли дислокации и нового участка дислокации, занимающего
исходную повидаю А и
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.