skanowanie0014 (64)

Mechanizm poślizgu w świetle teorii dyslokacji

•    Próby określania własności wytrzymałościowych metali na podstawie praw rządzących oddziaływaniem atomów w doskonałej sieci krystalicznej nie dawały zadowalających rezultatów.

•    W praktyce metale okazały się słabsze niż to wynikało z teorii ich budowy.

•    Zastosowanie teorii dyslokacji do wyjaśnienia mechanizmu poślizgu pozwoliło na usunięcie tych niezgodności - w rzeczywistym krysztale poślizg przy odkształceniu plastycznym jest procesem przemieszczania się dyslokacji.

•    Do wytworzenia dyslokacji niezbędna jest dość duża początkowa siła F. O ile dyslokacja już powstała, to do wywołania odkształcenia potrzebne są już siły znacznie mniejsze.

Zgniot i umocnienie

•    Zmiany, jakie zachodzą w strukturze i właściwościach metali pod wpływem odkształcenia plastycznego na zimno, określa się pojęciem zgniotu.

■ Za miarę zgniotu przyjęto stopień odkształcenia, wyrażony ubytkiem przekroju w procentach:

z = [(S_o-S_l)/S_o]-1O0

gdzie:

z - stopień zgniotu w procentach,

S„ - powierzchnia przekroju przed odkształceniem,

S, - powierzchnia przekroju po odkształceniu.

•    Zagęszczenie dyslokacji, które powstaje przy odkształceniu plastycznym, powoduje, że zdolność do przemieszczenia się dyslokacji maleje (ruch dyslokacji jest hamowany, lub blokowany wzajemnie przez inne dyslokacje).

•    W wyniku tego opór przeciwko odkształceniu stopniowo wzrasta i, aby je dalej kontynuować, trzeba stosować coraz większe siły.

•    Zjawisko to nosi nazwę umocnienia.

• Na własności wytrzymałościowe metali mają wpływ następujące czynniki:
1) siły wiązań międzyatomowych,
2) gęstość dyslokacji i innych defektów sieciowych,
3) wady struktury krystalicznej, powstałe zarówno na skutek zgniotu, jak i obróbki cieplne
4) wymiary ziarna.
5) submikroskopowe wydzielenie faz utwardzających, których obecność na płaszczyznac
poślizgu utrudnia odkształcan	e metali.
| i
F	S
• j
	| ;
Kys. 4.19. Wpływ gęstości dysioka^t 88
własno&iwytrzymałościowe metaii

Proces rekrystalizacji

•    Po nagrzaniu, w związku ze zwiększoną ruchliwością atomów, skutki zgniotu zostają usunięte i metal odzyskuje prawidłową strukturę krystaliczną.

•    Całość zjawisk zachodzących podczas nagrzewania zgniecionego metalu można podzielić na następujące etapy:

1)    zdrowienie,

2)    poligonizacja,

3)    rekrystalizacja pierwotna,

4)    rozrost ziam,

5)    rekrystalizacja wtórna.

Ky«.4.21. Zmianawlamofclwpry«*ie wkrystthzaoi

•    W mikrostrukturze metalu w czasie zdrowienia (temp. dla żelaza 300 - 400 st. C) nie zachodzą żadne zmiany widoczne pod mikroskopem optycznym.

•    Następuje zmniejszenie gęstości dyslokacji i zanik wakansów.

•    Przy nieco wyższych temperaturach następuje proces poligonizacji - dyslokacje ulegają spiętrzeniu, grupując się w rzędach, ziarna zgniecionego metalu rozpadają się na szereg podziam skręconych względem siebie o niewielkie kąty (rys.).

Rys.

4.22. Scf.emal procesu poltuojutaei;:a) dowolne rozmieszczeniu dyslokacji, ł>) Dfizerugpwuuedyslo

na Ścianach poligonalnych

•    Przywrócenie zgniecionemu metalowi prawidłowej struktury krystalicznej oraz własności, które posiadał on przed przeróbką plastyczną, następuje po nagrzaniu go powyżej temperatury rekrystalizacji.

*    W miejsce odkształconych ziam krystalicznych z zaburzoną siecią przestrzenną powstają nowe ziarna krystaliczne o prawidłowej strukturze sieciowej.

*    Zrekrystalizowane ziarna rozrastają się - proces ten pizebiega samorzutnie, wskutek naturalnego dążenia układu do zmniejszenia zasobu swej energii wewnętrznej.

•    W temperaturach znacznie przewyższających temperaturę rekrystalizacji, zachodzić może rekrystalizacja wtórna. Polega ona na szybkim rozroście niektórych ziam kosztem ziam drobnych.

Kys. 4.24. Rozrost ziarn