Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Свойства кристаллов.
Пути повышения прочности металлов
В этой теме рассмотрим, в основном, влияние дефектов решетки на прочность кристаллических материалов.
В теме 1.1 отмечалось, что прочность – это способность материала сопротивляться деформации и разрушению под действием внешней нагрузки.
Под прочностью кристаллических тел понимают их сопротивление приложенной нагрузке, стремящейся сдвинуть или, в пределе, оторвать одну часть кристалла относительно другой.
Наличие в металлах подвижных дислокаций (уже в процессе кристаллизации возникает до 106…108 дислокаций в сечении, равном 1см2) приводит к их пониженной сопротивляемости нагружению, т.е. высокой пластичности и невысокой прочности.
Очевидно, что наиболее эффективным способом повышения прочности будет удаление дислокаций из металла. Однако такой путь не технологичен, т.к. бездислокационные металлы удается получать лишь в виде тонких нитей (так называемых «усов») диаметром в несколько микрон и длиной до » 10 мкм.
Поэтому практические способыупрочнения основаны на торможении, блокировании подвижных дислокаций путем резкого увеличения числа дефектов решетки (в первую очередь линейных и поверхностных!), а также создании многофазных материалов (см. параграф 1.2.2.).
Такими традиционными методами повышения прочностиметаллов являются:
– пластическое деформирование (явление наклепа или нагартовки),
– термическая (и химико-термическая) обработка,
– легирование (введение специальных примесей) и, наиболее общий подход, – это создание сплавов.
В заключение следует отметить, что повышение прочности, основанное на блокировании подвижных дислокаций, приводит к снижению пластичности и ударной вязкости и, соответственно, эксплуатационной надежности материала.
Поэтому вопрос о степени упрочнения необходимо решать индивидуально, исходя из назначения и условий работы изделия.
Внимание!
Вы осилили и эту тему. Многое в нем должно быть знакомо по школьным и вузовским курсам физики и химии, поэтому Вы должны успешно справиться с вопросами для самопроверки и тестовыми заданиями.
Вопросы для самопроверки к теме 1.2
1. В чем особенность кристаллического строения?
2. Какими характеристиками описывают кристаллические решетки?
3. Что такое период решетки; какова его примерная величина?
4. Определите координационное число и относительную плотность упаковки простой кубической решетки.
5. какие разновидности кубических решеток свойственны металлическим элементам?
6. Что такое полиморфизм?
7. Что такое дефекты решетки? Назовите их разновидности.
8. Перечислите основные виды точечных дефектов. Охарактеризуйте нарушения в решетке, создаваемые этими дефектами.
9. Что такое краевые дислокации? Как они возникают?
10. Каков механизм перемещения дислокаций?
11. Как влияет совершенство кристаллической решетки на подвижность дислокаций?
12. Что представляют собой поверхностные дефекты решетки?
13. Что является причиной пониженной прочности технических (неупрочненных) металлов?
14. Каковы принципы повышения прочности металлов?
15. Перечислите практические методы упрочнения металлов?
16. Как влияют традиционные методы повышения прочности на пластичность и ударную вязкость металлов?
Промежуточные тесты к теме 1.2
I. Каков наиболее вероятный порядок величины периода (параметра) кристаллической решетки?
1. 10-1 см.
2. 10-6 см.
3. 10-8 см.
4. 10-10 см.
5. 101 см.
II. Сколько целых атомов приходится на элементарную ячейку простой кубической решетки?
1. 8.
2. 1/8.
3. 1.
4. 6.
5. 4.
III. Какой вид дефектов кристаллической решетки обеспечивает высокую пластичность металлов?
1. Вакансии.
2. Дислокации.
3. Атомы примесей.
4. Дислоцированные (междоузельные) атомы.
5. Границы зерен.
IV. Какое из перечисленных утверждений неверно? Холодная пластическая деформация:
1) повышает прочность металла;
2) повышает электросопротивление;
3) снижает пластичность;
4) повышает ударную вязкость;
5) повышает твердость.
V. Какое из перечисленных утверждений неверно? Практические пути повышения прочности металлов основаны на:
1) увеличении количества точечных дефектов;
2) измельчении зерна;
3) торможении дислокаций;
4) введении примесных атомов;
5) полном удалении дислокаций.
