акованих іонами. Зсув атомів по площинах ковзання в процесі пластичної деформації проявляється у вигляді ліній ковзання, які спостерігаються під мікроскопом. Чим більше ступінь деформації, тим густіше розташовуються лінії ковзання. При великих деформаціях вони майже зливаються. Видима при малому збільшенні лінія ковзання в дійсності являє собою цілу групу ліній, розташованих один від одного на малих відстанях. Якщо ковзання відбувається за кількома системами одночасно, то на мікрошліф виявляються сітки з ліній ковзання.
При Двійникування відбувається поворот однією частини кристалічної решітки щодо іншої на деякий кут a, відлічуваний від площини двійникування ББ.
Двійникування спостерігається значно рідше, ніж ковзання. Деформація Двійникування зазвичай відбувається при низьких температурах і при великих швидкостях деформування, коли ковзання утруднено. У цьому випадку спостерігається поворот певних частин кристала в площині деформації, так що кристалічна решітка стає дзеркальним відображенням решітки сусідніх недеформованих областей (рис. 4.1, г). У кристалі виникають двойникові смуги (двійники). У межах одного зерна може бути кілька двійників.
Першу оцінку опору ідеального кристала пластичного деформації дав Я.І. Френкель. Він розглянув дві кристалографічні площини, що зсуваються одна відносно іншої в кристалі на один параметр решітки, і визначив критичне напруження зсуву t кр , що виникає в площині ковзання:
,
де G = - модуль зсуву; Е - модуль Юнга;
p - постійна, поява якої пояснюється періодичністю функції sin, використовуваної при виведенні формули.
Розрахунки за формулою Френкеля, виконані для монокристалів різних металів, дають результати, на кілька порядків відрізняються від експериментальних. Наприклад, за формулою Френкеля для монокристала заліза t кр = 11000 МПа (реально 29 МПа), для монокристала алюмінію t кр = 4300 МПа (реально 10 ... 15 МПа) і т.д. p> Вихід з цього протиріччя був знайдений шляхом заміни моделі жорсткого зсуву моделлю переміщення вздовж площини ковзання особливих геометричних дефектів кристалічної решітки - дислокацій.
Дислокації являють собою лінійні дефекти кристалічної будови металів, що мають місце уздовж краю незавершеною площині (крайова дислокація) (Рис 4.2, а) або уздовж лінії зсуву однієї частини кристала щодо іншої (Гвинтова дислокація) (рис 4.2, б). p> У дислокаційної теорії пластичної деформації прийняті наступні допущення:
1) ковзання поширюється по площині зсуву послідовно, а не одночасно;
2) ковзання починається від місць порушення кристалічної решітки, які повинні бути або виникати в металі (кристалі) при його навантаженні.
В
а б
Рис. 4.2. - Крайова дислокація вздовж лінії НД (а) і гвинтова дислокація вздовж лінії НД (б)
Дислокаційна теорія пластичної деформації докладно розглядається в металофізики і на сьогоднішній день ця теорія добре узгоджується з експериментальними даними.
Таким чином, пластичний зсув вздовж площини ковзання в монокристалі відбувається завдяки наявності в ній дислокацій - лінійних або гвинтових.
Розглянемо механізм пластичної деформації на прикладі переміщення в кристалі лінійної або крайової дислокації (при переміщенні гвинтових і інших дислокацій явища аналогічні). Нехай у кристалі (рис. 4.3) є лінійна дислокація (перпендикулярна площині перетину кристала) на краю незавершеною площині (у районі точки Q).
Під дією сдвигающих напруг t атоми незавершеною площині I зрушаться вліво. Верхня частина цілої площині II теж зміститься вліво. У певний момент відбувається розрив цілої площині II по горизонтальній площині А-А і площину I об'єднується з нижньою частиною площині II, утворюючи цілу площину (показано штриховою лінією). Верхня частина колишньої цілої площині II стає незавершеною Р Вў Q Вў (показана штриховий лінією), і дислокація буде розташована вже на її краї. Таким чином, дислокація перемістилася на одне міжатомна відстань вліво.
Під дією дотичних напружень дислокація буде послідовно переміщатися в площині ковзання, поки не вийде на поверхню кристала. У результаті відбудеться зсув у кристалі по площині ковзання на одне міжатомна відстань, хоча всі атоми в цій площині не транспортувалися одночасно. p> Таким чином, для того щоб отримати елементарний зрушення, необхідно перемістити дислокацію на край монокристала або зерна.
В
Рис. 4.3. Схема переміщення крайової дислокацією, що знаходиться на нижньому краї незавершеною площині РQ (в районі точки Q), на одне міжатомна відстань вліво (у положення Q Вў)
Для отримання реальних кінцевих зрушень треба перемістити безліч дислокацій, які повинні бути в металах або повинні утворюватися в них у процесі деформації.
Дислокації утворюються різними шляхами:
1) при кристалізації металів (частіше гвинтові дислокації);
2...
