апруження справляють істотний вплив на міцність і довговічність деталей машин і конструкцій.
Залишкові стискають напруги, що у поверхневому шарі, підвищують циклічну міцність деталей, тому вони розвантажують поверхневі шари від напруг, викликаних навантаженнями і, навпаки, розтягують залишкові напруги зменшують міцність деталей внаслідок підвищення напруженості поверхневого шару. [4].
1.2 Структурні недосконалості в реальних кристалах
У відповідності з сучасними поглядами на будову металу, істотна відмінність теоретичної та фізичної міцності пояснюється наявністю структурних недосконалостей (дефектів) кристалів. Структурні дефекти мають істотний вплив на зміцнення і руйнування металу при обробці. Структурні недосконалості в кристалах виникають в результаті кристалізації металу, термічної обробки, пластичної деформації та ін.
Структурні недосконалості (дефекти) кристала по геометричному ознакою підрозділяються на 4 групи:
точкові;
лінійні;
поверхневі (плоскі);
об'ємні.
Точкові дефекти за своїми розмірами можна порівняти з розмірами атома. У чистих кристалах можливі два типи точкових дефектів (малюнок 3):
вакансії;
межузельние атоми.
Вакансії утворюються при видаленні атома з вузла решітки, а межузельний атом при введенні атома в межузельним простір. Освіта вакансій і міжвузлових атомів пов'язано з тим, що коливні біля положення рівноваги атоми можуть під впливом привнесеної ззовні енергії виходити з положення рівноваги, утворюючи після себе у вузлі кристалічної решітки порожнечу (вакансію) і, відповідно, межузельний атом. [4].
Малюнок 3.Точечние дефекти в площині простий кубічної решітки: А - дислокований атом; В - вакансії
Безліч вакансій і міжвузлових атомів може бути збільшено різким охолодженням металу, пластичної деформацією, опроміненням високоенергетичними променями, магнітним полем і ін. 8Напрімер, кількість точкових дефектів в кристалах при пластичної деформації можна визначити по залежності: n/N =(10-5? 10-6)?, де n- граничне число рівноважних точкових дефектів; N- загальне число атомів; ?- Деформація,%. В якості точкових дефектів чистих металів можна також розглядати домішкові атоми заміщення та впровадження.
Малюнок 4.Точечние дефекти в площині простий кубічної решітки:?- Домішкові атоми впровадження; ?- Атоми заміщення
Всі точкові дефекти утворюють локальні спотворення кристалічної решітки, підвищуючи тим самим енергію, залежну від розміру введених атомів і відстань між ними. Лінійні дефекти кристалічної решітки мають розміри, близькі до атомних у двох вимірах і значну протяжність у третьому.
зміцнення метал легування гарт
2. Сучасні методи зміцнення металів
. 1 Зміцнення легуванням
Формування сприятливого структури і надійність роботи деталей забезпечує раціональне легування, подрібнення зерна і підвищення якості металу. Зміцнення при легуванні збільшується пропорційно концентрації легуючого елемента в твердому розчині. При цьому треба пам'ятати, що різні легуючі елементи мають обмежену розчинність в основних фазах сплаву і це залежить від відносної різниці атомних радіусів компонентів.
Утворення твердих розчинів різних типів (заміщення, впровадження, упорядкованих, що не впорядкованих та ін.) створюють комбінації різних дислокаційних утворень з різноманітними характеристиками міцності. Подрібнення зерна здійснюється легуванням і термічною обробкою. Найбільш ефективне подрібнення структури досягається при високотемпературній термомеханічної обробці. [2].
Вона передбачає пластичну деформацію аустеніту з подальшим перетворенням в мартенсит. У результаті високотемпературної термомеханічної обробки забезпечується найбільш сприятливе поєднання високої міцності з підвищеною пластичністю, в'язкістю і опором руйнуванню.
Зміцнення зростає в міру збільшення концентрації розчиненого легуючого елемента і відмінності в атомних радіусах заліза і цього елемента. Найбільш сильно підвищують твердість повільно охолодженого фериту Si, Mn, Ni, .т.е ті елементи, що мають відмінну від Fe? кристалічну решітку. Слабше впливають Mo, V і Cr, решітки яких ізоморфні Fe?. Підвищення чистоти сплаву досягається металургійними прийомами шляхом видалення шкідливих домішок сірки, фосфору, газоподібних елементів - кисню, водню, азоту.
При введенні в сталь легуючих елементів, розчинність яких у решітці заліза може змінюватися в...
