Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Пластическая деформация поликристаллов

("деформация" - "Деф"; "кристалл" - "К")

Механизм пластической деформации поликристалла значительно сложнее, чем моно"К". Это объясняется тем, что в них зерна отличаются между собой по форме и размерам, обладающих различными физико-механическими свойствами и ориентированные в отношении деформирующей нагрузки.

Особую роль в поликристаллах играют границы зерен, по которым в процессе затвердевания образуются так называемые межкристаллитные прослойки, толщина которых не превышает 1-2 мкм. Границы зерен отличаются как по составу, так и по структуре, и, как правило, обогащенные примесями. На границах зерен накапливаются дефекты решетки, в которых атомы обладают высшей потенциальной энергией. В результате подвижность атомов по границам зерен может быть больше, чем во внутренних слоях зерен, и их относительное перемещение может происходить при сравнительно меньшем касательном напряжении.

Однако деформации пограничных слоев зерен все же сложные из-за наличия в них нерастворимых примесей и неправильной формы поверхности самих зерен. В связи с этим различают два вида деф. поликристалла: внутренне кристаллическую (по зерну) и межкристаллической (по границам зерен). Первая так же протекает путем скольжения и двойникования, вторая путем поворота и перемещением только зерен относительно друг друга.

Оба вида деформации протекают в поликристаллах одновременно. Преобладание того или иного вида деф. определяется соотношением прочности отдельных зерен и их границ при данных условиях деф.. На прочность зерен и их границ влияет химический состав, размер зерен, температура и скорость деформации. При нормальной температуре прочность границ зерен, как правило, больше прочности зерен. Поэтому при холодной обработке давлением внутрикристаллитная деформация является основным процессом, обусловливающим изменение формы поли-"К". При высоких температурах прочность зерен больше прочности их границ за наличия на границах более легкоплавких примесей и меньшей термодинамической устойчивости пограничных зон самого металла, вследствие чего при горячей обработке давлением преобладает межкристаллитная деформация.

Схема последовательного развития пластической деформации поликристаллов
Рисунок. 1.7. Схема последовательного развития пластической деформации поликристаллов

Поскольку у поли-"К" зерна имеют разное ориентирование плоскостей скольжения, пластическая деф. при действии внешних сил начинается не во всех зернах одновременно. Сначала деформируются наиболее благоприятно ориентированные зерна, то есть те зерна, плоскости скольжения в которых составляют с направлением усилия 45° (рис. 1.7, а, зерна 1,2,3,4). Остальные зерна могут поворачиваться в результате возникновения пар сил, и, когда их плоскости скольжения составят по направлению усилия угол 45°, они также подвергнутся деф. (рис. 1.7, б).

В результате пластической деф. поликристалла происходит изменение формы зерен: они вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла (рис. 1.7, в). Чем больше степень деформации, тем больше изменяется форма зерна. Вытянутые зерна в поликристаллах образуют волокнистую микроструктуру. Поскольку одновременно с изменением формы зерен в процессе деф. происходит и поворот плоскостей скольжения в отдельных зернах, то при значительных степенях деформации плоскости скольжения зерен поли-"К" стремятся соединиться с направлением течения металла. Такая ориентировка плоскостей скольжения зерен называется текстурой и вызывает у поликристаллов анизотропию свойств.

Читать далее >>

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия