- •Тема № 1. «Механические свойства металлов и сплавов и методы их определения» Лекция 1
- •Статические испытания
- •Испытания на сжатие
- •Испытание на изгиб
- •Испытания на кручение
- •Лекция 2
- •Твердость
- •Динамические испытания
- •Тема № 2. «Атомно – кристаллическое строение металлов и сплавов. Элементы кристаллографии. Реальное строение металлов» Лекция 3
- •Элементы кристаллографии
- •Тема № 3. « Основные дефекты кристаллического строения – точечные и линейные, их влияние на свойства металлов» Лекция 4
- •Лекция 5
- •Движения дислокаций
- •Скольжение краевой дислокации
- •Переползание краевой дислокации
- •Особенности скольжения винтовой дислокации
- •Перемещение смешанной дислокации
- •Лекция 6
- •Взаимодействие дислокаций друг с другом и с точечными дефектами. Образование и размножение дислокаций.
- •Взаимодействие с точечными дефектами
- •Источники дислокаций
- •Тема № 4. «Основы пластической деформации. Механизм пластической деформации. Наклеп при пластической деформации». Лекция 7
- •Лекция 8 пластическая деформация поликристаллов
- •Лекция 9
- •Тема № 6. «Особенности горячей деформации металлов и сплавов». Лекция 10
- •Тема № 7. «Дефекты деформированной стали. Деформационное старение». Лекция 11
Взаимодействие с точечными дефектами
Дислокации взаимодействуют с атомами примесей, которые образуют вблизи дислокаций скопления – «атмосферы». Атомы примеси внедрения притягиваются к области растяжения решётки (под краем экстраплоскости). Здесь им легче размещаться, чем в бездефектной зоне решётки. Атомы примеси замещения притягиваются к сжатой области решётки дислокации.
Чем больше разница в размерах атомов примеси и основного металла, тем больше энергия упругого взаимодействия дислокации с атомом примеси. Винтовая и смешанная дислокации также притягивают к себе атомы примеси, что способствует уменьшению искажений решётки. Атомы примеси взаимодействуют с полем касательных напряжений вокруг винтовой дислокации. Сильнее к последней притягиваются атомы примесей, искажающие решётку в разных направлениях неодинаково. Смешанная дислокация притягивает к себе любые атомы. Скопление атомов примесей на дислокациях называется атмосферой Коттрела.
При понижении температуры концентрация атомов примесей в атмосфере Коттрела возрастает, и в случае превышения предела растворимости примеси в металле возможно образование выделений второй фазы.
Атомы примеси могут располагаться упорядочено в поле напряжений вокруг краевой и винтовой дислокации. Например, в ОЦК решётке атомы внедрения находятся в октаэдрических пустотах, соответствующих серединам рёбер элементарной ячейки, что уменьшает свободную энергию кристалла. Упорядоченное размещение примесных атомов внедрения вокруг линии дислокации называют атмосферой Снука. Атмосферы Котрелла и Снука закрепляют дислокации, затрудняют их движении, что приводит к упрочнению металлов и сплавов.
В реальных металлах присутствуют частицы второй фазы и посторонних неметаллических включений, которые взаимодействуют с дислокациями. Если кристаллические решётки металла и включения не сильно отличаются, дислокация может пройти через включение (рисунок 32.а), при этом на частице образуется ступенька, равная вектору Бюргерса дислокации. В результате, внутри частицы возникает поверхность раздела, и, кроме того, с появлением ступеньки увеличивается протяжённость поверхности раздела между частицей и металлической основой (матрицей), что служит одной из причин упрочнения двухфазных сплавов. Переход дислокации в решётку включения в общем случае сопровождается переменой плоскости скольжения дислокации и образованием на последней ступеньке.
Чаще всего, атомные структуры частицы включения и основного металла сильно отличаются, поэтому частицы препятствуют движению дислокации. При встрече дислокации с такими включениями, он вытягивается на угол φ (рис.32.б). Если напряжение позволяет выгнуть дислокацию в полуокружность между частицами, то дислокация будет из обходить, оставляя вокруг петли вокруг включений (рис.32.в). Образующиеся вокруг частиц дислокационные петли, способствуют упрочнению двухфазных сплавов.
Рисунок 32 – Взаимодействие дислокаций с частицами включений
Дислокации могут обходить включения и путём поперечного скольжения, оставляя позади них одну дислокационную петлю в случае винтовой дислокации (рис.32.г).