Obraz10 (2)

244 10. Umocnienie materiałów

-U.,—-<■ H i i L_ J	p—c >—<	p—c; )—<	p—c >—<!	p—c >—<	p—c >—<	p—cp >—i
i ^				J k	) k	) ~~kJ
<!►—<	>—(	>—<	>—<	>—<	>—<	>
ó—l	1)—<!	1)—^	b—	i)—	1)—ć	b —^L

Rys. 10.10. Odkształcenie monokryształu: a) sprężyste, b) plastyczne przez poślizg, c) plastyczne przez

bliźniakowanie

W metalu polikrystalicznym odkształcenie w początkowej fazie przebiega selektywnie: odkształceniu ulegają pojedyncze ziarna, w których systemy łatwego poślizgu są najkorzystniej zorientowane w stosunku do kierunku działającego obciążenia. W miarę wzrostu obciążenia uruchamiane są poślizgi w innych, mniej korzystnie zorientowanych systemach, obejmując coraz większą liczbę ziarn. Naprężenie umożliwiające poślizgi we wszystkich ziarnach odpowiada makroskopowej granicy plastyczności R_e polikryształu. Poślizgi istniejących w metalu jak i generowanych przez źródło Franka-Reada dyslokacji są blokowane na różnych przeszkodach, jak: progi dyslokacji, bariery Lomera-Cottrella, granice ziarn. Toteż w miarę postępu odkształcenia obserwuje się umocnienie materiału. Opór przeciw dalszemu odkształceniu może nawet przekroczyć wytrzymałość na rozciąganie, co objawia się pojawianiem się pęknięć. ,

Efektem odkształcenia plastycznego jest więc wzrost gęstości dyslokacji o 2 -rzędów oraz ich zablokowanie — umocnienie odkształceniowe materiału. Wielk°^sc

umocnienia zależy od struktury krystalicznej.

Analiza, na przykładzie monokryształu o strukturze RSC (Al), P^rzeumocnienia jako zmiany krytycznego naprężenia stycznego [wzór (10.8)] ^wności od odkształcenia postaciowego (rys. 10.11) wykazuje wyraźne trzy zjawiska. ^ość

I stadium, łatwego poślizgu, charakteryzuje mała i w przybliżeniu stała sz) ^ umocnienia. W tym stadium poślizgi zachodzą w uprzywilejowanych sysj .^j Następuje wzrost gęstości dyslokacji, ale bez powiększania się liczby P^rzeC'gj_nich dyslokacyjnych. Mała szybkość umocnienia tłumaczy zbliżanie się w ^s^^s

płaszczyznach różnoimiennych dyslokacji.

odkształcenie postaciowe y

Rys. 10.11. Umocnienie monokryształów Cu, Fe, Mg

j II stadium, szybkiego umocnienia, charakteryzuje duża i stała praktycznie jybkość umocnienia. Następuje uruchamianie poślizgów i generowanie dyslokacji (systemach mniej korzystnie zorientowanych. W wyniku oddziaływania dyslokacji .różnych systemach poślizgów tworzą się liczne bariery hamujące poślizgi: bariery Lnera -Cottrella, progi dyslokacji. Szybkie umocnienie tłumaczy gwałtowny wzrost aby dyslokacji zakotwiczonych i znaczne naprężenia wzajemnego oddziaływania Łslokacji.

III stadium, zdrowienia dynamicznego, charakteryzuje malejąca szybkość umoczenia. Poślizgom podlegają głównie dyslokacje śrubowe, a ich wzajemne przecięcia Rorzą progi w postaci zakotwiczonych dyslokacji krawędziowych. Progi te hamują joślizgi innych dyslokacji śrubowych i powodują ich poślizgi poprzeczne, co jest szpośrednią przyczyną zmniejszania szybkości umocnienia. Istotą tego stadium są schodzące równolegle z umocnieniem przeciwstawne procesy zdrowienia dynamiczno ułatwiające odkształcenie. Sprowadzają się one do zmniejszania gęstości dyslokacji przez anihilację oraz „rozładowywanie” spiętrzeń dyslokacji przez poślizg pprzeczny dyslokacji śrubowych i wspinanie dyslokacji krawędziowych. Te ostatnie Niska o charakterze dyfuzyjnym (aktywowane cieplnie) ułatwia wzrost tempe-SjUry.

Monokryształy o strukturze RPC (A2) wykazują głównie III stadium, a o struk-HZ (A3) — I stadium umocnienia.

Metale polikrystaliczne wymagają w porównaniu z monokryształami większych ^laPrężeń do wywołania odkształcenia (umacniający wpływ granic ziarn), ale E®cniają się znacznie szybciej. Obie wymienione cechy polikryształów' potęgują się . zmniejszaniem wielkości ziarna. Wykazują głównie III stadium, zdrowienia Etnicznego. Oddziaływanie między dyslokacjami w różnych systemach poślizgów' ^lednich ziarn powoduje bowiem praktyczny zanik obu pierwszych stadiów ranienia.

i Równoczesne występowanie kilku systemów poślizgów w polikryształach prowa-¹ do nierówmomiernego rozkładu dyslokacji, a przy dużych odkształceniach — do °rzenia struktury komórkowej, w której wolne od dyslokacji obszary o wymia-