în materiale

Ce este o dislocare? Tipuri de dislocare și impactul acesteia asupra proprietăților mecanice ale metalelor. Cum de a contacta numărul de duritate HB cu o tărie? Ce e mai mult - KCU, KCV KCT sau același material, de ce?

Cea mai frecventă și foarte importantă din punctul de vedere al formării proprietăților de rezistență ale metalelor sunt defecte care au o lungime într-o singură direcție, sau defecte liniare. Acestea sunt numite luxații. Dislocații sunt formate ca urmare a unor avioane cristalografice locale sau locale deplasări care apar în rețeaua cristalină a boabelor în diferite stadii ale procesului de formare. Cel mai comun și caracteristic tipul de dislocare este o dislocare de margine (fig. 1).

Fig. 1 Schema dislocării margine în rețeaua cristalină.

O dislocare margine este un plan localizat distorsiune atomică prin introducerea în ea un extra semiplanului atomic - plan suplimentar situat perpendicular pe planul desenului. Convențional împărțit luxații de margine în pozitive și negative. dislocare pozitivă corespunde cazului în care partea de sus are un extra atomic semiplanului. Prin urmare, în jumătatea superioară a cristalului sunt solicitări de compresiune în tracțiune mai mică. dislocare negativă corespunde cazului în care jumătatea superioară a cristalului este întinsă, comprimată inferior. Imediat, cifra arată pictogramele care reprezintă dislocărilor pozitive și negative. Este ușor de observat că aceste două diferă numai prin activarea dislocare de 180º. Prin acest lucru nu are nici un sens să vorbim despre semnul dislocare, dislocarea în cazul în care acesta: semnul este vital, dacă există o altă dislocare. Forța interacțiunilor elastice dintre luxatii depind de semnul dislocare: luxatiei același nume se resping, spre deosebire de taxe atrage.

Al doilea tip de defecte zăbrele liniare este o dislocare șurub (Figura 2). Se formează și se deplasează forfecare de cristal relativ una față de cealaltă pe oricare plan sub acțiunea forfecare externă (tangențial), forța F (mișcarea dislocare AV..A`B`, Fig. 2). În diagramă, trecerea de la răspândirea înainte de cristal a forțelor paralele AB margine P. Marginea din dreapta a cipului alunecă în jos pe parametrul zăbrele. La funcționarea în continuare a acestor forțe AB deplasări continue pe peretele din spate, cu un cristal A`V`.

Fig. Schema 2 o dislocare șurub

În jurul poziției curente (Fig. 2, linia A, B) avioane atomice cristalografice, suprafetele sunt curbate. Dacă urmărim cursul acestor avioane pe partea stângă a cristalului spre dreapta de sus în jos în jurul valorii de AB, se pare că toate dintre ele, adică. E. planul straturilor atomice, așa cum au fost, reprezintă o suprafață elicoidală, rotindu-se în jurul valorii de AB în sensul acelor de ceasornic, în acest caz. linia Sheer AB, care sunt formate în jurul geometrică și energia în distorsiunea rețelei cristaline, și este o dislocare șurub.

Unul dintre parametrii care caracterizează comportamentul dislocațiilor în timpul deformării plastice, este vectorul Burgers. Acesta arată gradul de denaturare a rețelei cristaline în jurul dislocărilor. energie elastică în jurul dislocării este proporțională cu pătratul vectorului Burgers. Pentru a determina vectorul Burgers, este necesar să se construiască o buclă în jurul burgerii dislocare (Fig. 3). Lungimea laturii de contur este selectat arbitrar. De exemplu, în jurul conturului ABCD dizlocarea margine ┴ verticală cuprinde patru parametri zăbrele, orizontală - dislocarea acelorași patru parametri, și sub ea - trei. Segmentul AE modulo egal cu parametrul zăbrele presupus Burgers vector. Este perpendicular pe linia de dislocare.

Fig. Schema 3 determină vectorul Burgers.

Dislocații sunt formate deja în timpul cristalizării metalelor, precum și în timpul deformării plastice și transformare de fază. Densitatea Disley-tiile pot ajunge la valori ridicate. Densitatea dislocare - este lungimea totală a liniilor de dislocații per unitatea de volum a cristalului.

Densitatea de dislocare - cele mai importante caracteristici tehnice ale calității cristalului. Cristalele cultivate prin metode convenționale de cristalizare din topitură, densitatea dislocare a 104- 106sm2. Prin recoacerea densitatea poate fi redusă la 103- 104 cm-2. Ca urmare a deformare plastică a crește densitatea dislocațiilor rapid prin mai multe ordine de mărime. Cel mai bun cristal semiconductor obținut prin creștere au o densitate de dislocare 102- 103 cm-2 și chiar ordinea de câteva unități pe centimetru pătrat și cristale de dislocare liber cultivate. Luxații deplasa cu ușurință în direcția perpendiculară pe planul suplimentar. Bricheta se va amesteca luxație, etc, inferior dualitatea metalului, cu atât mai ușor este o deformare plastică.

Conform teoriei I. A. Odinga, relația dintre rezistența metalului și p densitatea dislocațiilor poate fi reprezentat printr-un grafic (Fig. 4). Punctul A corespunde cu puterea unui metal defect liber, adică. E. Forța teoretică. In segmentul AB cu creșterea densității de dislocare reducerea rezistenței observate. Partea superioară a porțiunii de aproape de punctul adiacent A corespunde cu puterea așa-numitului „mustăți“, t. E. crescute special cristale alungite, cu o densitate de dislocare foarte scăzută. Puterea de „mustati“ este aproape teoretic. Ele sunt utilizate pe scară largă în fabricarea aliajelor compozite ca reinforcers. (Este interesant de notat că termenul de „mustati“ este o traducere literală din cuvântul englezesc „mustati“, ceea ce înseamnă în mustață Rusă animale stricte.) La punctul B, atunci când dislocarea densitate - reducerea rezistenței încetează și începe creșterea graduală a acestuia. Acest lucru se datorează faptului că odată cu creșterea mișcării p dislocare mai dificilă datorită faptului că nu încep să se miște în planuri paralele și intersectate celorlalte sisteme glisante, prevenind astfel deplasarea între ele (segment BC).

Densitatea caracterului dislocațiilor p influențează rezistența metalului poate fi estimată prin formula Kelly Nutting:

în care - limita de curgere a aliajului; - limita de curgere a unui metal recoaptă; α - factor în funcție de tipul de dislocații; G - modulul de forfecare; b - vector Burgers.

Fig. 4. Efectul distorsiunea rețelei cristaline pe puterea cristalelor.

Duritate - o proprietate a unui material de a rezista la deformare a contactului sau fractura fragile atunci când se introduce cavitație (vârful tare) în suprafața sa. de testare a duritatii - tipul cel mai accesibil și comune de teste mecanice. Tehnica cea mai utilizată pe scară largă este o metode de încercare statică de duritate cu indentare: metoda Brinell, Vickers și metoda metoda Rockwell.

Tensiunea corespunzătoare sarcinii maxime la tracțiune înainte de fractură este numită ov rezistență, este măsurată în MPa. Între rezistență temporară și numărul de duritate HB pentru diferite metale este instalat următoarea relație aproximativă: Oțel ơv≈ 0,34-0,35 HB; aliaje de cupru ơv≈0,55NV alipite, aliaje de aluminiu ov ≈0,35-0,36 HB.

Pentru a evalua înclinația spre materialele de rupere casantă, utilizate pe scară largă epruvetele impact cu crestătură, ca rezultat, care determină duritatea. Duritatea este evaluat de lucru petrecut pe fractura de impact a probei și împărțită la aria secțiunii sale transversale în crestătură.

COP duritate J / este definit ca fiind raportul dintre energia fracturii K petrecut la deformarea și distrugerea impactului de îndoire specimen crestate la zona eșantionului secțiunii transversale inițiale în canelura formulei SO COP = K / SO.

În funcție de tipul de concentrator de stres distinge trei tipuri de probe: de la 1,0 mm (tip U) raza crestătură inferioară, 0,25 mm (tip V) și o fisură a fost inițiată (tip T).

Rezultă din cele de mai sus: KCU˃KCV˃KCT

Criteriul principal este tenacitate KCV:

în cazul în care CS3 - lucru inițierea fisurii; DAC ≈ FTC - activitatea de propagare a fisurilor. Va fi mai clar incizie mai mici CS3.

Desenați diagrama de fază a fierului-carburii și indică temperatura izoterm durificare a devenit 60 SGA. Construi curba de răcire și selectați compoziția chimică a oțelului, mediul de stingere și de a trage structura rezultată.