Дәріс Пәннің мақсаттары мен міндеттері. Материалтанудың даму бағыттары
жүктеу/скачать 1,5 Mb.
|
ЛЕКЦИИ по ФИЗ МАТ 1-15 лекции
| Қосарлау деформациясы кристалдың жаңа күйге ауысқан бөлігінің оның деформаияланбаған бөлігімен салыстырғанда өте ұқсас. Қосарлау кезінде атомдық жазықтықтар қосарлау жазықтығына параллель әр түрлі қашықтыққа ығысады. Тордың әрбір түріне сәйкес қосарлау жазықтығы мен бағыты да әр түрлі болып келеді. Қосарлаудың дислокациялық механизмі күрделі болады. Сырғанаумен салыстырғанда қосарлау кезіндегі деформация сырғанау деформациясынан үнемі кем. Қосарлаудың ролі сырғанау қиынға түскенде, не мүмкін болмаған жағдайларда артады. Көлемге шоғырланған текше тор және жағына шоғырланған текше торы бар металдарда қосарлау тек төменгі температурада және деформациялану жылдамдығы жоғары болғанда ғана байқалады. Тығыз гексагональды торы бар металдарда сырғанау жүйесі аз болғандықтан, қалыпты жағдайда деформациялану қосарлаумен қатарласа жүреді.
Қосарлауда дислокация екі тәсілмен – сырғанау және жылжу арқылы орын ауыстырады. Сырғанау кезінде дислокация дислокациялық сызық пен оның Бюргерс векторы орналасқан жазықтықта оңай қозғалады. Мысалы, шеткі дислокация бастапқы қалпынан кристалдың бетіне дейін орын ауыстыра отырып, көршілес атомдардың «ретті» қатарын ығыстырады. Дислокация бір атомдық жазықтықтан келесісіне ауысқанда эстафета арқылы беріліп отырғандай әсер қалдырады. Дислокация Бюргерс векторының ұзына бойымен ығысқанда экстра-жазықтық кристалдың жоғары бөлігінде көрші жазықтықтың жартысымен бір атомдық жазықтыққа бірігеді, ал қалған жартысы дислокациямен аяқталып, жаңа экстра-жазықтыққа айналып кетеді (4.1 сурет). 3.1 – сурет. Шеткі дислокацияның сырғанау схемасы: а, б, в, г – сырғанаудың реттік сатылары Бұрандалы дислокацияның сырғанауы шеткі дислокацияның сырғынауына ұқсас болғанымен, өзіндік ерекшелігі бар. Бұрандалы дислокацияда Бюргерс векторы дислокациялық сызыққа параллель жатады, ал мұндай дислокация бір сырғанау жазықтығынан дәл осындай келесі бір жазықтыққа оңай ауысады (3.2-сурет). Бұрандалы дислокацияның мұндай қозғалысын көлденең сырғанау деп атайды. 3.2 – сурет. Бұрандалы дислокацияның көлденең сырғанау сұлбасы: 1-3-дислокацияның орын ауыстыру жазықтықтары Жылжу дегеніміз – дислокациялық сызықтың, не оның бөлігінің соңында вакансияның, не аралық түйінді атомдардың бірігетін диффузиялық ауысуын айтады. Бұл кезде дислокация бір сырғанау жазықтығынан келесі жазықтыққа ауысады. Кристалдық торда вакансия тығыздығы артқан кезде (қыздыру кезінде, деформация дәрежесі үлкен болғанда) жылжудың да ролі артады. Жылжу мен көлденең сырғанаудың нәтижесінде дислокация кездесетін кедергілерді айналып өтеді. Тойтарудың негізіне деформация дәрежесінің ұлғаюына сәйкес дислокация қозғалысы кедергісінің өсуі жатады. Дислокация қозғалысы кезінде оның саны мен басқа да ақаулары артып кетеді Металдар мен қорытпалардың қасиеттері және оларды анықтау тәсілдері. Қорытпалар бірнеше металдардан немесе металдар мен басқа қосындылардан түруы мүмкін. Қорытпалар құрамындағы элементтер санына байланысты екі үш, төрт және көп компонентті болуы ықтимал. Қорытпалардың физикалық – химиялық касиеттерін мейліншеше реттеуге болады. Дәріс 6. Деформацияланған металдың құрылымы мен қасиеттеріне қыздырудың әсері. Қайтару және полиганизация. Рекристаллизация. Рекристаллизациялық және рекристаллизацияға дейінгі жасытуда салқындай деформацияланған металдың құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруі. Пластикалық дефомация металда құрылымдық өзгерістер туғызады. Ол құрылымдық өзгерістерді мынадай үш топқа бөлуге болады: Кристаллиттердің пішіні мен өлшемдерінің өзгеруі; Олардың кристаллографиялық бағыттарының кеңістікте өзгеруі; Әрбір кристаллиттердің ішкі құрылымының өзгеруіне дислокациялар тығыздығының өсуі жатады. 6.1 сурет. 5% созудан кейінгі хром-цирконийлі күмістің ұяшықты құрылымы Салқындай деформация жоғарылаған сайын кедергі көрсеткіштері өседі, ал пластикалық қасиеттері төмендейді. Металды деформациялау кезінде 50-70% асатын деформация дәрежесінде беріктік шегі мен қаттылық 1,5÷2 есеге дейін, ал кейде металдың табиғаты мен қысымын өңдеудің түріне байланысты 3 есеге дейін ұлғаяды.
6.2 сурет. Дюралюминийдің механикалық қасиеттерінің салқындай прокаттауда рекристсллизацияға дейінгі жасыты кезінде құрылымның өзгеруі Температура және жасыту уақытына байланысты салқындай деформацияны анықтауда деформацияланған металда түрлі құрылымдық өзгерістер байқалады. Олар: 1)қайтару; 2) рекристаллизация; Қайтару – деформацияланған металда ақаулардың тығыздығы мен орналасуы рекристаллизация процесі басталғанға дейін өздігінен өтетін процестердің жиынтығын айтамыз. Қайтарудың екі түрі бар:1) деформациялау; 2) полигонизация; (полигон-көпжақтылық) Полигонизация- дислокациялар теориясымен түсіндіріледі (6.3 сурет). Жасыту кезінде белгісі бірдей дислокациялар тізіліп, бірінің үстіне бірі орналасып, қарғалар түзеді. Мұнда түзілген дислокациялық қабырғалар субтүйіршектердің төмен бұрышты шекараларын түзеді. Уақыт және температура жоғарылаған сайын субтүйіршектер іріленеді. Бұл екі механизм бойынша өтеді: 1) субтүйіршектердің шекараларының миграциясы (6.3 сурет); 2) субтүйіршектердің коалесценциясы (6.4 сурет). 6.3 сурет. Полигонизация сұлбасы 6.4 сурет. Түйіршіктердің өсуіне әкелетін төмен бұрышты шекараларының ұлғаю сұлбасы 6.5 сурет. Екі субтүйіршіктің коалесценсиялану сатысы (Ли сұлбасы): а-коалесценсияға дейінгі құрылым; б-бір түйіршіктің айналуы; в-коалесценсиядан кейінгі құрылым; г-шекараларының түзелуінен кейінгі соңғы құрылым Біріншілік рекристаллизация. Суықтай деформацияланған металды жасыту кезінде белгілі бір температурадан бастап, рекристаллизация процесіне жататын микроқұрылымда өте қатты өзгерістер байқалады. Жасыту температурасы мен уақытын ұлғайту нәтижесінде жаңа түйіршіктер өсе бастайды да, ал бұрынғы деформацияланған түйіршіктер желіне бастайды. Рекристаллизацияның кинетикасы фазалық түрленудің кинетикасыныа ұқсайды. Рекристаллизацияның басталу температурасы белгілі бір температурадан басталады. Бұл жасыту уақытына, деформация дәрежесіне, қорытпаның тазалығына байланысты. Металдың тазалығын жоғарылатқан сайын Рекристаллизацияның басталу температурасы төмендейді. Мысалы: Al ,%.....99,7 99,9 99,99 99,9992 t, °C.....240 200 100 -45 А.А.Бочвар рекристаллизацияның басталу температурасы мен темалдың балқу температурасы арасындағы байланысты төмендегідей көрсеткен: Тбр=(0,3-0,4)Тб. 6.6 сурет. Рекристаллизацияның басталу температурасына деформация дәрежесінің әсері Берілген жасыту уақыты кезінде деформацияланған матрицалардың толығымен жойылу температурасы ның аяқталу температурасы (t ) деп аталады.
6.7 сурет. Рекристсллизацияланған көлем бөлігінің мысты жасыту температурасына тәуелділігі Екіншілік рекристаллизация. Егер ірі түйіршіктердің өлшемі бірнеше сантиметрге дейін өсетін болса, бұл екіншілік деп аталады. Екіншілік рекристаллизацияның міндетті шарты болып матрица-ның тұрақталуы болып табылады, демек кейбір түйіршіктер қатты іріленеді, ал қалғандары өз күйінде, бірқалыпты болып қалады. Рекристаллизацияланған матрицаның тұрақталуының себептері: 1)майда түйіршіктердің немесе қоспалардың шекараларда жинақталуы; 2) «текстуралық кідіру» процесі өтеді; 3) «қалыңдық эффектісі». Жасытылған металдың жалпы сипаттамасы рекристаллизация-ланған түйіршектердің өлшемі болып саналады. Жасытылған металдағы түйіршіктердің соңғы мөлшеріне әсер ететін факторлар: 1)температура; 2)жасыту уақыты; 3)деформацияға дейінгі түйіршіктердің бастапқы өлшемі; 4)деформация дәрежесі; 5)қыздыру жылдамдығы; 6)химиялық құрамы. t2 › t1 нәтижесінде критикалық деформация дәрежесінің шамасы Е кр1 ‹ Екр2 болады. Деформация дәрежесі 1-15% шамасында жасыту кезінде, бінеше ссантиметрге дейін жететін өте ірі түйіршік түзілу мүмкін. 6.8 сурет. Келесі жасытудан кейінгі алынған түйіршік өлшемдеріне деформация дәрежесінің әсері Рекристаллизацияланған түйіршектердің өлшемдері бастапқы күйдегі түйіршектердің өлшемдеріне байланысты. Жасыту температурасының қыздыру жылдамдығына байланысты рекристаллизация центрлерінің пайда болуы азаяды, нәтижесінде өлшемі кішірейеді. жүктеу/скачать 1,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|