Odkształcenia plastyczne



W skali atomowej odkształcenie plastyczne powstaje na

skutek zrywania wiązań między sąsiednimi atomami.



Odkształcenie plastyczne zachodzi głównie w drodze

poślizgu, generacji dyslokacji śrubowych

oraz

bliźniakowania

.

Zachowanie się materiałów pod

obciążeniem



Odkształcenie przez

poślizg

polega na tym, że pod wpływem

sił zewnętrznych następuje przesuniecie względem siebie części
kryształu wzdłuż określonych płaszczyzn sieciowych.



Odkształcenie plastyczne może następować również poprzez

obroty płaszczyzn sieciowych względem siebie czyli

generację

dyslokacji śrubowych

.



Odkształcenie plastyczne może zachodzić także w wyniku

bliźniakowania

, co polega na tym, że pod wpływem sił

zewnętrznych część kryształu przybiera położenie będące
zwierciadlanym odbiciem pozostałej części kryształu.

Mechanizm odkształcenia plastycznego



W materiałach krystalicznych odkształcenie plastyczne

zachodzi

dzięki

powstawaniu

i

przemieszczaniu

się

(poślizgowi) dyslokacji

, zarówno

krawędziowych

jak i

śrubowych

.



- teoria

Al = 900-4300 MPa

Fe = 2300-11000

MPa

- rzeczywiste

Al = 1,2 – 2,4 MPa

Fe = 9 MPa

Odkształcenie plastyczne bez udziału
dyslokacji

Odkształcenie plastyczne z udziałem dyslokacji



Odkształcenie plastyczne przez poślizg w kryształach

rzeczywistych

zachodzi

w

wyniku

powstawania

i

przemieszczania się dyslokacji i dlatego wytrzymałość
rzeczywistych kryształów jest wielokrotnie mniejsza niż ich
wytrzymałość teoretyczna.



Płaszczyznę poślizgu i leżący w niej kierunek poślizgu

nazywamy

systemem poślizgu



W niektórych płaszczyznach sieciowych kryształy stawiają

najmniejszy opór zachodzącym odkształceniom i dlatego
płaszczyzny te nazywane są

płaszczyznami łatwego poślizgu

.



Płaszczyznami

łatwego poślizgu

są

płaszczyzny

o

największym upakowaniu atomów.



Plastyczność (zdolność do odkształcenia plastycznego)

metali i ich stopów jest bezpośrednio związana z

płaszczyznami

łatwego poślizgu

.

Systemy poślizgu typowych struktur krystalicznych

metali

Odkształcenie plastyczne monokryształów

Odkształcenie plastyczne polikryształów



Odkształcenie plastyczne w materiałach polikrystalicznych

szczególnie w metalach i ich stopach, z uwagi na różną
orientację

poszczególnych

ziaren

oraz

obecność

zdefektowanych i zanieczyszczonych granic ziaren, ma
bardziej złożony charakter niż dla monokryształów.



Poślizg rozpoczyna się w tych ziarnach (nr 1) , w których

płaszczyzny poślizgu są najmniej odchylone od kierunku
działania naprężenia , i kolejno w ziarnie 2, a następnie 3.



Generalnie na zdolność przeciwstawiania się odkształceniu

plastycznemu czyli na wytrzymałość metali i stopów mają
wpływ następujące czynniki:



siły wiązań międzyatomowych,



gęstość dyslokacji i innych defektów sieciowych



wady struktury krystalicznej powstałe zarówno w trakcie

krzepnięcia metalu lub stopu jak i na skutek odkształcenia
plastycznego,



wielkość ziarna,



obce fazy zarówno w zakresie atomowym (np.

pierwiastki stopowe) jaki i submikronowym (związki
chemiczne i/lub fazy międzymetaliczne), których obecność
na

płaszczyźnie

poślizgu

utrudnia

odkształcenie

plastyczne.

Etapy odkształcenia plastycznego polikryształu metalu

(A2-Fe)











IV

A

I – zakres odkształceń sprężystych

II – zakres łatwych poślizgów

III – zakres umocnienia
odkształceniowego

IV – generacja mikropęknięć

B – moment uruchomienia wtórnego
systemu poślizgów

A – moment uruchomienia
głównego systemu poślizgów

C – początek tworzenia się
przewężenia (szyjki)

D – zerwanie materiału

B

C

D

AC – równomierne zmniejszanie się
przekroju próbki

CD – zmiany przekroju tylko w
szyjce