Характеристики прочности алюминиевых сплавов. Изучение структуры краевой и винтовой дислокаций в кристаллах после термообработки. Построение контура Бюргерса. Расчёт величины относительной пластической деформации. Теория аморфной пластичности Беккера.
Аннотация к работе
Некоторые важные свойства дислокаций не зависят от конкретной атомной структуры кристалла.Прежде чем дать определение дислокации, необходимо провести некоторые геометрические построения. Согласно Бюргерсу и Франку, рассмотрим участок атомной плоскости в кристалле. На этом участке построим замкнутый контур, который проходит через узлы решетки, причем обход по контуру ведется по направлению часовой стрелки. Построим такой же контур Бюргерса в плоскости, которая пересекает край обрывающейся атомной полуплоскости так, чтобы контур охватывал этот край.Дислокации, которые перемещаются через кристалл, создают макроскопические деформации.Пластическая деформация является результатом необратимых коллективных смещений атомов. В кристаллах эти смещения происходят путем движения дислокаций, что является атомным механизмом пластической деформации. Движение дислокаций может вызывать макропластическую деформацию образца путем либо скольжения, либо двойникования. Трансляция обычно происходит по обычной кристаллографической плоскости и в определенном кристаллографическом направлении. Рис. 1.4.Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве - легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений.Прочность сплавов АМЦ и АМГ возрастает (а пластичность уменьшается) с увеличением степени легирования. Высокая коррозионная стойкость и свариваемость определяет их применение в конструкциях малой нагруженности. Наибольшую прочность после упрочняющей термообработки (закалка и старение) имеют сплавы Д16, В95, АК6, АК8, АК4-1 (из доступных в свободной продаже).Широкое применение представлений о дислокациях, сформулированных Вольтерой в 1907 г., началось после того, как ряд исследователей ( Френкель, Орован, Поляни, Тейлор и др.) установили связь между дислокациями и пластичностью.Пластичность (от греч. plastikos - годный для лепки, податливый, пластичный), свойство твердых тел необратимо изменять свои размеры и форму (т. е. пластически деформироваться) под действием механических нагрузок. П. кристаллических тел (или материалов) связана с действием различных микроскопических механизмов пластической деформации, относительная роль каждого из которых определяется внешними условиями: температурой, нагрузкой, скоростью деформирования. Она происходит путем «растворения», т. е. проникновения атомов поверхностных слоев внутрь кристалла в виде междоузельных атомов на участках сжатия и «выделения» их на участках, подверженных действию растягивающих сил. В кристалле, состоящем из атомов разного сорта, в однородном поле напряжений происходит ориентационное упорядочение относительного расположения атомов, в результате чего кристалл приобретает некоторую зависящую от степени упорядоченности деформацию. Типичный вид пластической деформации кристаллов - скольжение по кристаллографическим плоскостям. алюминиевый сплав деформация дислокация.Продукты распада твердого раствора - скопления атомов, зон Гинье - Престона, метастабильные и стабильные выделения,- в различной степени оказывая препятствие передвижению дислокаций, влияют на механические свойства сплавов. Прочность сплавов при старении определяется процессом взаимодействия между двигающимися дислокациями и продуктами распада твердого раствора. Большое упрочнение достигается также при преодолении дислокациями частично когерентных, мелкодисперсных частиц метастабильных фаз при условии достаточной плотности их распределения.