ТЕОРИИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ
Среди многих неясных вопросов в проблеме пластичности монокристаллов вопрос о природе деформационного упрочнения, которое состоит в увеличении сопротивляемости кристалла пластической деформации при активном нагружении, является одним из самых трудных. По современным представлениям физики пластичности основная причина упрочнения - затруднение движения дислокаций по кристаллу вследствие увеличения их количества в кристалле и связанного с этим усиления взаимодействия дислокаций друг с другом. Для построения физической теории деформационного упрочнения необходимо описать эволюцию дислокационной структуры: увеличение плотности дислокаций, характер их расположения и взаимодействия в кристалле при увеличении внешнего напряжения и связать эти изменения с приростом пластической деформации кристалла. Наибольший успех в данном направлении достигнут для монокристаллов ГЦК металлов, в которых процесс пластической деформации обладает ярко выраженной стадийностью. Создано несколько теорий деформационного упрочнения для каждой отдельной стадии. Не давая полного обзора всех теорий, остановимся в основном на теории Зегера, которая является наиболее обоснованной как в плане сравнения с экспериментальными данными, так и с точки зрения логической последовательности. Однако начнем с рассмотрения самых первых теорий деформационного упрочнения Тейлора и Мотта, ставших теперь уже классическими, для того, чтобы внимательно проследить путь развития теории от первых ее шагов до современного состояния.
1.ТЕОРИЯ ТЕЙЛОРА
Первая теория деформационного упрочнения, оперирующая дислокационными представлениями, предложена Тейлором в 1934 г. К тому времени было установлено, что кривые упрочнения металлических кристаллов, таких, как алюминий, в первом приближении можно считать параболическими и это учитывалось при разработке теории.
Следуя Тейлору, рассмотрим кристалл, в котором при приложении внешнего напряжения t , действующего в плоскости скольжения в направлении скольжения, зарождаются и скользят бесконечные, прямолинейные, параллельные друг другу дислокации. Механизм зарождения конкретизировать не будем, а механизмом упрочнения будем считать упругое взаимодействие дислокаций друг с другом.
Если плотность дислокаций в кристалле r, то среднее расстояние между нимиl= r-1/2 (рис.1 ) и средняя амплитуда случайного поля внутренних напряжений
tm = amb/e » ambr 1/2 (2.1)
где a равно 1/2p(1-n) и 1/2p для краевых и винтовых дислокаций соответственно; м. - модуль сдвига; n - коэффициент Пуассона; в -величина вектора Бюргерса.Рисунок 1 Взаимодействие дислокаций (модель Тейлора) Из рис 1 видно, что с ростом плотности дислокаций растет и амплитуда случайного поля внутренних напряжений, противодействующего движению дислокаций.
Считая, что зарождение и движение дислокаций происходит со скоростью, намного большей скорости увеличения t, так что условие
t=tm(2.2)
выполняется в любой момент деформации. Из (2.1) и (2.2) получаем зависимость
r(t)=1/(a2b2)*(t/m)2 (2.3)
Если положить, что с момента зарождения до остановки дислокации проходят в среднем одинаковое расстояние L , то, используя известную формулу для пластического сдвига
Похожие работы
Тема: Теории деформационного упрочнения монокристаллов |
Предмет/Тип: Другое (Реферат) |
Тема: ТРИ ТЕОРИИ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Выращивание профильных монокристаллов кремния методом Степанова |
Предмет/Тип: Информатика, ВТ, телекоммуникации (Вопросы) |
Тема: Выращивание профильных монокристаллов кремния методом Степанова |
Предмет/Тип: Физика (Курсовая работа (п)) |
Тема: Выращивание профильных монокристаллов кремния методом Степанова |
Предмет/Тип: Информатика, ВТ, телекоммуникации (Вопросы) |
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы