După cum sa menționat deja mai sus, în interiorul fiecărui bob de cristal a atomilor metalici sau formează o structură cristalină regulată, astfel încât densitatea aranjamentului atomic în diferitele secțiuni transversale variază, ceea ce duce la anizotropia proprietăților. Anizotropia este diferența în proprietățile unui singur cristal în diferite direcții cristalografice. Astfel, de exemplu, rezistența unui singur cristal de cupru variază în diferite direcții cristalografice de la 140 la 360 MPa, iar alungirea relativă variază de la 10 la 50%. Metalele tehnice sunt policristaline; constau dintr-un număr mare de cristale anisotropice. În majoritatea cazurilor, cristalele sunt orientate dezordonat unul față de celălalt, deci în toate direcțiile proprietățile vor fi mai mult sau mai puțin identice, i. E. Corpurile policristaline sunt izotropice. În practică, și constructori, și constructorii de mașini de multe ori trebuie să se ocupe de produse semifabricate, obținute prin laminare: profilat (unghiuri, canale, branduri, I-grinzi, etc) și lung (cerc, pătrat, hexagon, etc) închiriere. Atunci când operațiile de laminare, granulele sau cristalele sunt întinse spre direcția de deformare și metalul dobândește o structură fibroasă numită textura. De fapt, toate produsele de construcție au o direcționalitate unică a cristalelor, astfel încât aceste produse semifinite vor avea proprietăți anizotropice. În Fig. 7 prezintă modificarea proprietăților oțelului laminat în funcție de direcția fibrelor.
Astfel, într-un test de tracțiune de metal de-a lungul fibrei este rezistența mai mare și atunci când este testat pentru rezistența la forfecare a lungul fibrei este semnificativ mai sus, care trebuie luate în considerare la proiectarea structurilor metalice.
Următorul punct care trebuie luat în considerare în această secțiune este puterea reală mult mai mică a metalelor decât cea pe care ar trebui să o aibă teoretic. Astfel, forța de forfecare a metalelor reale este de 100 ... 1000 de ori mai mică decât cea teoretică. Principala influență asupra scăderii rezistenței mecanice a metalelor și aliajelor reale este exercitată de dislocări liniare. Dislocarea este imperfecțiunea structurală a rețelei cristaline, datorită prezenței în ea a unui plan extra neterminat, numit planul extra-plan Q (figura 9). În Fig. 8 și Fig. 9 prezintă fragmente ale laturii cristaline a unui cristal ideal și real cu o dislocare. Pentru a deplasa o parte a unui cristal ideal în raport cu cealaltă de-a lungul planului de alunecare MN, este necesar să se rupă legăturile interatomice la toate perechile de atomi conjugați față de planul de alunecare MN. Aceasta necesită o forță de forfecare foarte mare τ. În regiunea de dislocare (Figura 9), datorită distorsiunii perioadei de zăbrele (distanța dintre atomii învecinați), există o stare de stres semnificativă. Prin urmare, este suficient să aplicăm o forță τ1 în planul MN, mult mai mic decât τ, astfel încât dislocarea să se schimbe din poziția sa.
Legătura dintre atomii 2-3 este întreruptă și terminată, dar este stabilită o legătură între atomii 3-1, adică deplasarea dislocării la stânga pentru o perioadă a rețelei de cristal. La constantă de aplicare a sarcinii τ1 de transfer de dislocare are loc dintr-un plan cristalografie la altul, iar procesul continuă atâta timp cât dislocarea nu poate ieși, formând un pas egal cu perioada de zăbrele, - pentru a face din plastic schimbare MN planul de alunecare. Având în vedere faptul că există zeci de dislocări în planul de alunecare, care se mișcă simultan, mărimea pasului este determinată de numărul acestor dislocări. Miscarea dislocatiilor, care a inceput intr-un singur cristal, nu poate trece intr-un grau sau cristal invecinat, deoarece in el latura cristalina este orientata intr-un mod diferit. Cu toate acestea, tensiunile din acumularea de dislocări în apropierea graniței de granule sunt transferate la granulația vecină și, de asemenea, provoacă o deformare în ea, i. E. deformarea este transmisă ca un releu, iar granița granulei încetinește puțin mișcarea. Studiile au arătat că rezistența metalelor nu este o funcție liniară a densității dislocațiilor, iar relația dintre ele este exprimată de curba prezentată în Fig. 10. După cum se poate vedea din figură, rezistența minimă (aria 1) este determinată de Pcrit. aproximativ egală cu 106 ... 108 decibel / cm2. Această densitate apare de obicei în metale recoate. Îmbunătățirea rezistenței poate fi realizată în două moduri:
- crearea de metale și aliaje cu o structură fără defecte;
- o creștere a densității dislocărilor care le împiedică mișcarea.
Dacă densitatea dislocării este mai mică decât Pcrit. puterea crește brusc și se apropie rapid de cea teoretică. În prezent, a fost posibil să se obțină cristale cu practic nici o dislocare. Aceste mușchi de dimensiuni mici (cu lungimea de până la 10 mm și grosimea de 2 μm), numite whiskers, au o forță apropiată de cea teoretică. Au găsit o aplicație pentru consolidarea materialelor compozite fibroase.
Cu o creștere a numărului de defecte peste Rkrit. Încărcarea metalică are loc ca urmare a interacțiunii dislocărilor și a inhibării mișcării lor. În această direcție, principalele mecanisme de întărire pot fi: întărirea (întărirea deformării), formarea de soluții solide (după cum se va vorbi mai jos), întărirea dispersiei.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: