3

1. Увеличение плотности дислокаций

легирование
механическая
термическая
комбинированная

2.

Напряжения и вызываемые ими деформации
могут возникать при действии на тело внешних
сил растяжения, сжатия и т.д., а также в
результате фазовых (структурных)
превращений, усадки и других физикохимических процессов, протекающих в
металлах, и связанных с изменением объема.
• Деформацией называется изменение
формы и размеров тела под действием
напряжений.
Напряжение – сила, действующая на
единицу площади сечения детали.

3.

4.

Если нормальные напряжения достигают значения сил
межатомных связей, то наблюдается хрупкое разрушение
путем отрыва
При пластическом деформировании одна
часть кристалла перемещается по
отношению к другой под действием
касательных напряжений. При снятии
нагрузок сдвиг остается, т.е. происходит
пластическая деформация

5.

Процесс деформации при достижении высоких
напряжений завершается разрушением.
Тела разрушаются по сечению не одновременно, а
вследствие развития трещин.
Разрушение включает три стадии:
зарождение трещины,
ее распространение через сечение,
окончательное разрушение.

6.

7.

• Механизм пластической деформации
сдвигово-дислокационный. Упрочнение
связано с увеличением плотности дислокаций
и уменьшением их подвижности.
• Чем меньше подвижных дислокаций, тем
выше сопротивление пластичной
деформации, тем больше прочность.
• Металл после холодной пластической
деформации обладает повышенным запасом
энергии из-за высокой плотности дефектов.
Такая структура нестабильна. При нагреве
холоднодеформированного металла идет
процесс восстановления первоначальной
структуры. Он сопровождается
разупрочнением и протекает в несколько
стадий.

8.

9.

10. РАЗМНОЖЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Источник Франка-Рида
При пластической деформации плотность
дислокаций возрастает, их взаимодействие
усиливается, их подвижность уменьшается

11. Изменение структуры и свойств металла в процессе пластической деформации

0%
1%
80%
При увеличении степени пластической деформации прочность металла возрастает,
пластичность снижается. Упрочнение при пластической деформации называется наклёпом

12.

13. При больших степенях деформации возникает множество центров новых зерен и после рекристаллизации образуется мелкозернистый поликристал

При больших степенях деформации
возникает множество центров новых
зерен и после рекристаллизации
образуется мелкозернистый
поликристалл с хорошими
механическими свойствами.
• а) наклепанный металл; б) начало первичной
рекристаллизации; в) завершение первичной
рекристаллизации; г, д) стадии собирательной
рекристаллизации

14.

Температура начала рекристаллизации зависит от природы металла — его температуры
плавления, а также от того, чистый это металл или сплав. Учитывающий коэффициент —
коэффициент, зависящий от чистоты металла и типа сплава, для технически чистых
металлов и сплавов он составляет 0,3…0,4, для сплавов типа твердый раствор — 0,5…0,6,
а в некоторых случаях достигает 0,8.

15. Возврат

Первая стадия – возврат, происходит при температурах
(0,1 - 0,3 Тпл). При возврате микроструктура не изменяется,
уменьшаются внутренние напряжения. Механические свойства
изменяются незначительно (на 10 - 15 %). В процессе возврата
выделяют 2 стадии отдых и полигонизацию.
При отдыхе (Т = 0,2 Тпл) наблюдается снижение количества
точечных дефектов, особенно вакансий.
При полигонизации (Т = 0,3 Тпл) происходит
перераспределение дислокаций. Скользя и переползая, они
выстраиваются в стенки, образуя внутренние субграницы,
разделяющие кристалл на отдельные участки - полигоны.
Образующиеся дислокационные структуры отличаются высокой
устойчивостью к силовым и температурным воздействиям.
Полигонизованная структура применяется для упрочнения
материалов

16.

17. Рекристаллизация

• Вторая стадия - первичная рекристаллизация - процесс
образования и роста равноосных зерен с низкой
исходной плотностью дефектов.
• Рекристаллизация протекает в интервале температур.
• Температурный порог, при котором процесс
образования новых зерен идет достаточно интенсивно,
называется температурой рекристаллизации: Тр.=а∙Тпл
(К), где а – коэффициент, зависящий от чистоты
материала.
• Для химически чистых металлов а = 0,1…0,2; для
технически чистых металлов а = 0,3…0,4; для твердых
растворов а = 0,5…0,6; для тугоплавких металлов и их
сплавов а = 0,7…0,8.

18.

19. Собирательная рекристаллизация

Третья стадия - собирательная рекристаллизация
идет при высоких температурах по отношению к
температуре рекристаллизации. При этом происходит
интенсивное укрупнение образовавшихся зерен.
Процесс вызван стремлением к уменьшению
поверхностной энергии. Крупные зерна растут,
поглощая мелкие.
• Собирательная рекристаллизация нежелательна.
Укрупнение зерна сопровождается потерей прочности.
Свойства металлов после рекристаллизации зависят от
размера зерна и наличия текстуры. Размер зерна в свою
очередь зависит от температуры нагрева и степени
пластической деформации.