Plastická deformácia kovových kryštálov a ich fyzikálne základy
Dokumenty
. Fyzikálny pokrok ". Zv. 2. s. 73-163. 1954
Plastická deformácia kovových kryštálov a ich fyzikálne princípy
Od P. HAASEN a G. LEIBFRIED I n a l t:
I. Úvod I1. Teória dislokácií
1. Dislokácie v kĺzavej rovine. . . . . . . . . . . . 2. Pružné vytváranie dislokácií. . . . . . . . 3. Vplyv mriežkovej štruktúry. . . . . . . . . . . . . . 4 Čiastočné dislokácie. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Pohyby dislokácií. . . . . . 6. Posuny a napätie. . . . . . . . . . . 7. Energické vzťahy. . . . . . . . . . . . . . 8. Sila prevodu. . . . . . . . . . . . . . 9. Dislokačné reakcie . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Dislokačný uzol. . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. Rezanie dislokačných čiar. . . . . . . . . . . 12 Generovanie dislokácií podľa zdrojov. . . . . . 13 Usporiadanie dislokácií generovaných zdrojom 14. Niekoľko príkladov iných usporiadaní premiestnenia. . 15 Dynamika dislokácií . . . . . . . . . . . . .
I11. Experimentálne výsledky týkajúce sa deformácie kovových vtlačkov
1. Pre kryštalografický výber posuvných systémov. . . . . . . . . . . . 2. Zametací oblúk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Kĺzavé línie a deformačné spojivá. . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Zmeny vo vnútri kryštálu v dôsledku posúvania . . . . . . . . . .
a) röntgenový rozptyl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) elektrický odpor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) energetický obsah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV. Diskusia o teoretických prístupoch k teórii posunutia plastickej deformácie
1. Vytváranie dislokácií a prekážok v ich pohybe. . . . . 2. Štruktúra nedeformovaného kryštálu. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Medza pružnosti (kritické šmykové napätie). . . . . . . . . . . . . . 4 Posuvné a tuhnutie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V. Li tera turverze ichnis 0 Časopis . Pokroky vo fyzike "
79 82 84 86 87 89 91 92 96 98
109 110 125 134 135 138 141
7 4 P. HAASEN a G. LEIBFRIED
Štandardnou metódou na skúmanie kryštálov z hľadiska ich plastických vlastností je ťahová skúška. Meria sa vzťah medzi predĺžením vzorky valcového kryštálu a aplikovaným namáhaním v ťahu (obr. 1). V prípade malých napätí závisí predĺženie lineárne od napätia a pri zmiernení napätia (elastická rovná čiara) sa úplne zníži. So zvyšujúcim sa napätím sa získava čoraz väčší podiel plastickej deformácie, ktorá sa udrží po odstránení bremena. Plastická časť predĺženia je taká veľká, že sa dá všeobecne zanedbať elastická deformácia. S úľavou a znova-
Deformácia kovových kryštálov a ich fyzikálne základy 78
1/ektische (jer.de napätie d
Obrázok 1: Vzťah medzi napätím u a deformáciou 8 plastickej deformácie v ťahovej skúške. Čisto elastické správanie zodpovedá priamke 1. Pre u väčšie ako el začína plastické napätie. Ak je zásobník P zaťažený, po uvoľnení bremena bude prechádzať elastická priamka 2. hel je elastická, $, plastová časť predĺženia.
ktorá má najväčšie šmykové napätie. Toto šmykové napätie predstavuje množstvo napätia vhodné pre proces kĺzania. Predĺženie je vhodné nahradiť iným vhodným množstvom, sklzom. Plastické posuny prebiehajú v smere sklzu, kolmom na kolmicu k rovine sklzu. Ak A je rozdiel medzi posunmi dvoch bodov v nedeformovanom stave na snímke-
A sú kolmé na rovinu vo vzdialenosti H, derivácia je a = - Zavedenie týchto nových veličín je fyzicky odôvodnené skutočnosťou, že krivky napätie-deformácia, ktoré silne závisia od orientácie kryštálu, je možné z veľkej časti znížiť na rovnakú krivku derivácie šmykového napätia . Vyššie uvedené experimenty ukazujú, že 6 '
76 P. HAASEN a G. LEIBFRIED
Sklz je veľmi nehomogénny, pretože sa sústreďuje na kĺzavé roviny, ktorých sa zúčastňujú l). Pretože monokryštalický charakter vzorky je pôvodne zachovaný počas deformácie, najmenším elementárnym kĺzavým krokom je kĺzanie kryštálu pozdĺž mriežkovej roviny okolo mriežkovej konštanty, ako v
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 02 g 5-c a:-
Deformácia kovových kryštálov a ich fyzikálne základy 7 7
zistí sa, že treba šmykové napätia rádovo veľkosti modulu šmyku. Napätia potrebné na rozsiahlu plastickú deformáciu sú však asi jedným z faktorov, k takémuto súčasnému kĺzaniu určite nemusí dôjsť. Obr. 5 využíva dva obzvlášť jednoduché prípady na vysvetlenie toho, ako je možné rozdeliť vytvorenie elementárneho posuvného kroku na jednotlivé atomistické kroky. Kĺzavá rovina je rovina z = 0, smer kĺzania je smer x, veľkosť elementárneho kroku kĺzania sa rovná mriežkovej konštante 1. Predpokladajme, že dva rady atómov na ploche pravej strany, ktoré sú rovnobežné s osou y a susedia s klznou rovinou, sú proti sebe. posun a táto porucha, ktorá je prítomná na okraji, sa presunie do kryštálov