Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Значение теории дислокаций для металловедения





Теория дислокаций не может претендовать на абсолютно достоверное описание явлений, как, впрочем, и всякая другая теория. Но успехи в теоретических работах и экспериментальных исследованиях дислокаций (особенно при прямом наблюдении поведения дислокаций в просвечивающей электронной микроскопии тонких металлических фольг) столь велики, что эта теория стала неотъемлемой частью физического металловедения. Не вызывает сомнение, что все процессы, протекающие в металлах и сплавах, неразрывно связаны с характером и плотностью дефектов кристаллического строения.

Пластическая деформация, представляющая собой обычно внутризеренный сдвиг, осуществляется путем консервативного движения дислокаций. При пластической деформации кристалла дислокации интенсивно размножаются. В сильно наклепанных кристаллах плотность их достигает около 1012 см-2. Распределение дислокаций в деформированных кристаллах обычно неравномерно. При малой степени деформации (до 10%) они часто располагаются вдоль отдельных плоскостей скольжения, которые на поверхности кристалла в виде линий и полос скольжения. С увеличением степени деформации часто возникает ячеистая структура с размером ячеек 1 мкм. Границы ячеек состоят из густо расположенных дислокаций.

Теория дислокаций объясняет зависимость между деформациями и напряжениями, выявляет причину деформационного упрочнения. Например, на кривой растяжения чистого от примесей монокристалла металла с ГЦК структурой можно наблюдать три стадии деформации: начальная стадия очень слабого упрочнения или стадия легкого скольжения - действует лишь одна система скольжения, при этом дислокации проходят большие расстояния и легко выходят из кристалла, плотность их практически не возрастает; вторая стадия большого и постоянного по интенсивности упрочнения или стадия множественного скольжения - действует не менее трех систем скольжения, дислокации пересекаются и вступают в реакции, при этом образуются ступеньки на винтовых дислокациях и различные барьеры, плотность дислокаций возрастает, металл упрочняется с большой и постоянной интенсивностью; третья стадия упрочнения по примерно параболическому закону небольшой интенсивности или стадия динамического отдыха, или также стадия поперечного скольжения - под воздействием все возрастающего напряжения получает развитие процесс поперечного скольжения винтовых дислокаций, что приводит к частичной релаксации напряжения, становится возможным аннигиляция отдельных дислокаций противоположных знаков, интенсивность упрочнения резко уменьшается.

Упрочнение твердых растворов нельзя объяснить без учета взаимодействия растворенных атомов с дефектами кристаллического строения и, в частности, с дислокациями. Вокруг дислокаций могут создаваться скопления чужеродных атомов (атмосфер Коттрелла), что в значительной мере затрудняет движение дислокаций и увеличивает сопротивление пластической деформации.

Процесс разрушения металлов невозможно объяснить без учета теории дислокаций, поскольку разрушение и пластическая деформация неразрывно связаны между собой. Предложены различные дислокационные модели образования зародышевых трещин, возникающих благодаря скоплению дислокаций перед барьерами. Предложенная Зинером модель, которую впоследствии неоднократно уточняли и модифицировали, показана на рис. 2.55(а). Клиновидная трещина образуется под действием высоких касательных напряжений в вершине плоского скопления при слиянии нескольких дислокаций. Зарождение трещин возможно также в результате разрыва дислокационных границ наклона в результате задержки части границы при ее перемещении путем скольжения (рис. 2.55,г) либо при пересечении границы цугом скользящих дислокаций (рис. 2.55,д).

Рост трещин, переход от пластичности к хрупкости рассматривается как результат конкуренции двух процессов в головной части скопления дислокаций: процесса скольжения в результате преодоления барьера и образования зародыша трещины и ее роста в районе барьера.


Рис. 2.55. Дислокационные модели зарождения трещин: в голове
плоских скоплений по Зинеру (а) и Стро (б); в плоскости скольжения (в); при разрыве дислокационной стенки по Стро и Фриделю (г, д)

Ползучесть металлов нельзя объяснить, не основываясь на теории дислокаций, поскольку она определяется процессами скольжения и переползания дислокаций.

Все процессы, протекающие при нагреве деформированных металлов: отдых, полигонизация, первичная, собирательная и вторичная рекристаллизация - получили значительно более глубокое объяснение благодаря развитию теоретических и экспериментальных исследований дислокаций.

Дислокации оказывают существенное влияние на процессы диффузии в кристаллах. Так как одним из важнейших механизмов диффузии является вакансионный, то дислокации, которые могут быть источниками вакансий, способствуют ускорению диффузионных процессов. Есть и другая причина такого влияния: облегчение атомных перескоков вдоль линии дислокации, где имеет место ”разрыхление” структуры. Таким образом, дислокации оказывают существенное влияние на все процессы и фазовые превращения, протекание которых связано с явлениями диффузии.

В процессе распада пересыщенных твердых растворов дислокации уменьшают работу образования зародышей новой фазы, являясь областями преимущественного ее выделения. Теория дислокаций описывает характер взаимодействия дислокаций с дисперсными частицами других фаз и вскрывает причины упрочнения стареющих сплавов.

Мартенситные превращения протекают путем сдвига и, следовательно, обусловлены движением частичных дислокаций.

Из этого неполного перечня процессов и явлений видно, что почти все вопросы, являющиеся предметом металловедения, неразрывно связаны с теорией дислокаций.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 748. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Понятие о синдроме нарушения бронхиальной проходимости и его клинические проявления Синдром нарушения бронхиальной проходимости (бронхообструктивный синдром) – это патологическое состояние...

Опухоли яичников в детском и подростковом возрасте Опухоли яичников занимают первое место в структуре опухолей половой системы у девочек и встречаются в возрасте 10 – 16 лет и в период полового созревания...

Способы тактических действий при проведении специальных операций Специальные операции проводятся с применением следующих основных тактических способов действий: охрана...

Общая и профессиональная культура педагога: сущность, специфика, взаимосвязь Педагогическая культура- часть общечеловеческих культуры, в которой запечатлил духовные и материальные ценности образования и воспитания, осуществляя образовательно-воспитательный процесс...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Ведение учета результатов боевой подготовки в роте и во взводе Содержание журнала учета боевой подготовки во взводе. Учет результатов боевой подготовки - есть отражение количественных и качественных показателей выполнения планов подготовки соединений...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия