123736

1. Wstęp.

Siły zewnętrzne działające na metal powodują jego odkształcenie. W zależności od wielkości sił i od rodzaju metalu może on ulegać odkształceniom sprężystym lub również plastycznym. Jeżeli na metal działają siły, wywołujące naprężenia niższe od granicy sprężystości, to spowodują one odkształcenia sprężyste, które zanikną po zdjęciu działającej siły.

Jeśli naprężenia, powstałe wskutek przyłożonej siły, przekroczą granicę sprężystości metal nie powróci już do poprzedniego kształtu. Wtedy pod wpływem działania takiej siły nastąpi jego odkształcenie plastyczne. Zdolność do odkształcania plastycznego jest jedną z najbardziej charakterystycznych cech metali, która jest szeroko wykorzystywana w wielu operacjach obróbki plastycznej, jak np. walcowanie na zimno, przeciąganie, tłoczenie itp.

Odkształcenie plastyczne na zimno następuje przez poślizg lub bliźniakowanie. Poślizg jest to przesunięcie się jednej części kryształu względem drugiej. Poślizg w metalach zachodzi w określonych płaszczyznach oraz kierunkach. Kombinacja płaszczyzny poślizgu i kierunku poślizgu nazywana jest system poślizgu. Płaszczyzna poślizgu przy odkształcaniu na zimno jest zwykle płaszczyzną kryształu najgęściej obsadzona atomami, a kierunkiem poślizgu - kierunek o największej gęstości atomów. Elementy poślizgu zależą od typu sieci krystalograficznej w jakim krystalizuje metal. Metale i stopy o podobnej strukturze krystalicznej posiadają takie samy systemy poślizgów, poślizg w krysztale następuje wzdłuż tych samych płaszczyzn i kierunków. W metalach krystalizujących w sieci A3, jak np. Zn, Cd, Mg, występuje tylko jedna płaszczyzna najgęściej wypełniona atomami. Jest nią płaszczyzna podstawy sieci heksagonalnej (0001), po której jedynie występują poślizgi. Przy innych typach sieci, w których istnieje kilka płaszczyzn tak samo gęsto obsadzonych atomami, poślizg jest tak samo możliwy po kilku płaszczyznach poślizgu. Na przykład żelazo krystalizujące w sieci A2 ma trzy możliwe płaszczyzny poślizgu (110), (112) i (123), zaś metale krystalizujące w sieci Al posiadają w komórce cztery równoważne płaszczyzny poślizgu {111}. Im metal ma więcej systemów poślizgu, tym jest plastyczni ej szy. Metale, które krystalizują w układzie regularnym o dużej symetrii i dużej liczbie możliwych płaszczyzn poślizgu są bardzo plastyczne.

Poślizg następuje na skutek działania siły stycznej, równoległej do płaszczyzny poślizgu. Minimalne naprężenie styczne wywołujące poślizg w pojedynczym krysztale nazywa się krytycznym naprężeniem stycznym. Naprężenie styczne wywołujące poślizg zależy od orientacji kryształu. Najbardziej korzystną dla wywołania poślizgu orientacją płaszczyzny poślizgu względem rozciąganej osiowo próbki jest usytuowanie jej pod kątem 45°. Przy takiej orientacji płaszczyzny poślizgu najłatwiej może zostać przekroczone krytyczne naprężenie styczne.

Metale i stopy mające zastosowanie techniczne są materiałami najczęściej polikrystalicznymi z chaotyczną orientacją ziam.

Na rys.l przedstawiono schematycznie zmiany strukturalne, zachodzące pod wpływem zwiększającej się siły. Na początku powstają poślizgi w tych ziarnach, w których płaszczyzny poślizgu są nachylone pod kątem 45° do kierunku działania siły. W kryształach tych potrzeba najmniejszej siły do uruchomienia poślizgów. Pod wpływem zwiększającej się siły zostaną uruchomione poślizgi w innych ziarnach. Proces tworzenia się poślizgów hamowany jest granicami ziam.