27520 PICT0018 (23)

pytanie: jaki jest mechanizm tych odkształceń, żo nie powoduje on zmiany charakteru budowy metal i T

Metale na ogół występują jako ciała polikrystaliczne, przy czym wzajemno położenie osi poszczególnych ziaren jest najczęściej nieuporządkowane. Chcąc prześledzić mechanizm odkształceń plastycznych rzeczywistych metali, należy najpierw rozpatrzyć przebieg odkształcania pojedynczego kryształu.

1.3.1. ODKSZTAŁCANIE MONOKRYSZTAŁÓW

W chwili powstania pierwszych odkształceń plastycznych na powierzchni odkształcanego kryształu pojawiają się charakterystyczne pasma, widoczne okiem nieuzbrojonym, nazywane pannami poślizgu (rys. 1.18). Pasma to składają się z szeregu linii poślizgu. Jak można sprawdzić pod bardzo dużym powiększeniem, linie poślizgu są w rzeczywistości bardzo cienkimi warstewkami metalu, przesuniętymi względem siebie. Płaszczyzny, wzdłuż których nastąpiły te przesunięcia, nazywają się płaszczyznami poślizgu. Grubość poszczególnych warstewek wynosi średnio około 100 parametrów sieci, natomiast średnia wartość przesunięcia wzdłuż płaszczyzny poślizgu — około 1000 parametrów. Wymiary to odnoszą się do początku procesu odkształcania. Przy większych odkształceniach plastycznych wzrasta liczba płaszczyzn poślizgów w poszczególnych pasmach, jak również liczba pasm. Pojawiają się również krzyżujące się pasma poślizgów, należące do innych systemów płaszczyzn poślizgu.

Rys. 1.13. Schemat budowy pasm poślizgu

Położenia płaszczyzn poślizgów, jak również budowa pasm, są ściśle zależno od sieci układu krystalograficznego metalu i warunków odkształcania.

Metale lub ich stopy najczęściej poddawane obróbce plastycznej krystalizują w układzie regularnym i heksagonalnym o następujących sieciach (rys. 1.19):

RCS — sieć układu regularnego centrowana ściennie (Al, Cu, y-Fc, Ag, Au, Pb, /ł-Co, /ł-Ni, Pt),

RCP — sieć układu regularnego centrowana przestrzennie (a-Fe, a-Cr, a-W, Mo, Y, /?-Ti),

HZ — sieć układu heksagonalnego zwarcie wypełniona (Zn, Cd, Mg, a-Ni, a-Co, a-Ti).

Schodkowa budowa pasm poślizgu (rys. 1.18) wskazuje na to, żc poszczególne warstwy przesunęły się o pewien ściśle określony odcinek. Jak już wspomniano, odcinek ten jest wielokrotnością odpowiedniego boku jednostkowej komórki sieciowej (parametru sieci). Tego typu przesunięcie, zwane inaczej poślizgiem, może w zasadzie wystąpić w różnych płaszczyznach. Najłatwiej zachodzi ono w płaszczyznach najgęściej obsadzonych przez atomy, nazywanych płaszczyznami łatwych poślizgów. Położenie tych płaszczyzn dla rozpatrywanych fiieci pokazano na rys. 1.20.

a)    b)    c)

Rj». 1.19. Rodzaje sieci krystalograficznych metali lub ich stopów najczęściej poddawanych obróbco plastycznej: a) RGB, b) RCP, c) HZ

o)    b)    c)

Rys. 1.20. Położenia płaszczyzn najgęściej obsadzonych przez atom; w sieciach: a) RCS,

b) ROP, o) HZ

Wystąpienie poślizgów w innych płaszczyznach niż płaszczyzny najgęściej obsadzone przez atomy może mieć miejsce przy znacznym odkształceniu, -gdy poślizgi wzdłuż tych pierwszych płaszczyzn ulegają zablokowaniu przez różnego rodzaju zaburzenia powstałe w sieci krystalicznej. Najczęściej obserwuje się to podczas odkształcania metali krystalizujących w sieci RCP, jak -również w sieci HZ.

Krystaliczna budowa metali nasuwa przypuszczenie, że poślizg odbywa się przez jednoczesno przemieszczanie jednej warstwy atomów względem drugiej [{rys. 1.21). Przy założeniu sztywności sieci wszystkie atomy pod działaniem naprężeń r wychylają się o tę samą wartość x. Naprężenia styczno r osiągają wartość ekstremalną, gdy x = 0,25 o (rys. 1.22). Naprężenia to wykonują pracę odkształcenia sprężystego, która powoduje wzrost energii potencjalnej poszczególnych atomów. Największą energię potencjalną mają atomy wtedy, gdy j©== 0,5u (rys. 1.22). Znajdują się one wówczas w położeniach równowagi

36