С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы
жүктеу/скачать 8,95 Mb. Pdf көрінісі
|
6 Вологжанина Материалтану. Оқулық
| Сызықтық ақаулар
. Мұндай ақаулар екі өлшемде де шағын, бірақ үшінші өлшемде айтарлықтай кең өлшемді болып сипатталады. Сызықтық ақаулардың ең маңызды түрі – дислокациялар. Дислокация теориясы металдардың иілгіштігінің жəне төзімділігінің табиғатта туралы түсіндіруге мүмкіндік берді. Оны қолдану барысында металдардың төзімділігі туралы практика мен теорияның арасында үлкен айырмашылық барын көрсетті. 2.5 суретте жартыжазықтықтағы кристалды торлар өлкесінің шекарасындағы бір атомның артық орналасуының сызбасы келтірілген. Сызықты атомдық PQQ'P' жартыжазықтығын экстражазықтық деп атайды, ал төменгі жағы QQ' экстражазықтығын — сызықтық дислокация деп атайды. Егер экстражазықтық кристаллдың жоғары жағында орналасса дислокация оң болып табылады жəне 1 белгісімен анықталады, егер төменде болса – теріс жəне Т белгісімен анықталады. Дислокация арасындағы айырмашылық таза шартты. Кристалдарды айналдырғанда біз оң резусты дислиокацияны теріске айналдырамыз. Дислокацияның белгісі олардың əрекеттерінің нəтижелерін бағалауға мүмкіндік береді. Дислокация бір белгілерді итереді, қарама – қарсыны тартады. Шеткі дислокациялар басқа кристалдарда бұрандалы дислокациялар құрылуы мүмкін. Бұрандалы дислокациялар атом топтарының жазықтық бетінде бөлшекті жылжуынан пайда болуы мүмкін. Ол атомдардық параллелдік қабаттарын жояды. Дислокация сызығының жақындығында атамдар өз орындарынан жылжиды, ол жазықтық кернеуін тудырады: жоғарғы жағында дислокация сызықтарында торлар қысылады, ал төменде созылады. Дислокацияда металдардың кристалдануынан, сондай-ақ икемділік деформациясында жəне фазалық өзгеруіне байланысты қалыптасады. Дислокация тығыздығы үлкен өлшемге ие болуы мүмкін. Р дислокация тығыздығы арқылы, əдетте ХІ дислокация ұзындығының соммасын түсінеді, бірлікке сəйкес кристалдың көлемі V арқылы негізделген: р = X 1 /V. Сондай ақ, р дислокациясының тығыздығы см/см 3 немесе см -2 өрнектеледі. Жабық металдардың дислокация тығыздығы 10 3 ...10 6 см -2 , суық деформациядан кейін ол 10 11 ... 10 12 см -2 үлкейеді, шамамен 1 млн км дислокация 1 см 3 есеге сəйкес. Дислокация тығыздығы алдын –ала илектелген металлографиялық секцияның бірлігіне қарай шығып кету нүктелерінің санын есептеп, үлкен артуы кезінде эксперименттік түрде анықталуы мүмкін , сондай-ақ элект - Сурет 2.5. ронды микрограммада берілу арқылы жұқа Шектік дислокация пленкалар құрылымын зерттейді. Сурет. 2.5. Шеткі орналасуы. 48 Дислокация өз аймағындағы атом қоспаларын тартады, сондай ақ экстра жазықтықтың шет жағында тізбек ретінде сақталады. Мұндай атомдар серпімді бұрмалаудың дислокация – ақпараттық құрылымының деңгейін төмендетеді. Тізбекті құрайтын бөгде атомдар Коттрелл атмосферасын немесе Коттрелл бұлттарын құрайды. Температура артқан сайын Коттрелл бұлттары сейіледі. Температурның ерігіштік шегіне сəйкес температураға дейін төмендеген кезінде екінші фазалы дисперсиялы бөлінуді құрайды. Дислокация теориясын қолдану металдардың арасындағы теориялық жəне іс - жүзіндегі беріктіктің арасындағы айырмашылықты түсіндіруге мүмкіндік береді. Теориялық беріктік кристалл арасындағы атомдар саны мен атом арасындағы күшпен пропорционалды байланыста болуы керек. Есептік күш-жігер үшін металдың икемділік деформациясы кристаллға қатысты бір бөлігінің екіншісіне қатынасы 2 – 3 сатысында жоғары ығысады. Осылайша, темірдің теориялық беріктігі шамамен 13000 МПа құрайды, ал іс жүзінде — 250 МПа. Мұндай теорияның іс жүзіндегі беріктігі деформацияның жалпы атомдар жазықтығының ығысуының біруақытта жүруіне байланысты емес, керісінше дислокацияның бірте-бірте ауысуы арқылы түсіндіріледі. Дислокацияның икемділік деформациялық процесіне қатысы шектік дислокация мысалы петінде 2.6. суретте көрсетілген. Пластикалық ығысу жылжу жазықтығында бірте-бірте ауысу салдарынан туады. Жазықтық бетіндегі сырғудың таралуы кезекпен жүреді. Әрбір дислокацияның бір жағдайдан басқаға ауысуынын қарапайым актісі тек бір ғана көлденең атомдық жазықтықтың бөлінуі арқылы жүзеге асады. Дислокацияны жылжыту үшін кристалдың бір бөлігінің қатаң ығысуына басқа жазықтықтағы ығысуға қарағанда аз күш кетеді. Дислокакцияны бүккіл криссталдың бағытының шегімен айналдырып шыққанда, оның жоғарғы жəне төменгі бөліктерінде бір атомдық арақашықтық пайда болады. Дислокацияның ауысуына нəтижесінде кристаллдың бетіне шығып жойылады. Бетінде сырғу баспалдағы қалады. Дислокация рөлі туралы дəрісінде Эгон Орован дислокацияның жылжуының ұқсастығын жануарлар əлемінің мынадай өкілдерімен теңестірген жаңбыр құрты немесе жыланның қозғалысының ұқсастығын нұсқаған болатын. Бұл жануарлар жер бетімен өз дене бөліктерінің ауысуы арқылы жылжиды. Сонымен қатар, толқын өткен бөліктері алғашқы формасына қайта келеді. Иілгіштік жылжу жағдайында жылжыған дислокацияның артында жоғарғы жəне төменгі қабаттарда құрылым өзінің алғазқы кофигурациясын қалыптастырады. Дислокация қозғалысының екінші ұқсастығы кілемдегі қыртыстарды ауыстыру болып табылады. (сур. 2.7). 49 Сурет. 2.6. Қарапайым кубтық торда ииілгіштік деформация арқылы дəйекті орын ауыстыру схемасы: a - шеткі дислокацияның бастапқы жағдайы (±); b – дислокация айналасындағы Бюргерстің контуры: b – Бюргерс векторы; x - қозғалыс бағыты; c – сырғудан кейінгі жылжымалы торға арналған Бюргерс контуры Бүктемелердің дəйекті орын ауыстыруы барлық кілемді еден бетіне жылжытуға қарағанда айтарлықтай аз күш жұмсауды қажет етеді, бірақ екі жағдайда да бірдей нəтижеге қол жеткізіледі - кілем бірдей қашықтыққа жылжиды. . Дислокация қосымша-жазықтыққа перпендикуляр бағытта оңай қозғалады. Дислокация қаншалықты оңай жылжитын болса соншалықты металлдың беріктігі төмен болады жəне иілгіштік дислокациясы оңай жүреді. Осылайша, нақты металдардың беріктігі төмен болуының себебі - бұл дислокация материалдарының құрылымында жəне басқалар 50 Сурет. 2.7. Дислокациялық қозғалыстың кілемдегі бүктемелердің ауысуыстыруымен ұқсас сызбасы Дислокациясыз кристаллдарды алу материалдардың беріктігінің күрт артуына əсерін тигізеді (сурет. 2.8). Сол жақ бұтағы қисық (штрихталған сызықтары) диклокациясыз жіп тəрізді кристаллдар шығаруға сəйкес (былайша айтқанда мұртшалар) оның беріктігі теориялыққа жақын. Дислокацияның тығыздығының шектеулігіне байланысты басқа кристаллды торлардың жылжу жүктеу/скачать 8,95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|