Вопросы для самопроверки к теме 1.2

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ

СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ.

В этой теме рассмотрим, в основном, влияние дефектов решетки на

прочность кристаллических материалов.

В теме 1.1 отмечалось, что прочность – это способность материала со-

противляться деформации и разрушению под действием внешней нагрузки.

Под прочностью кристаллических тел понимают их сопротивление при-

ложенной нагрузке, стремящейся сдвинуть или, в пределе, оторвать одну

часть кристалла относительно другой.

Наличие в металлах подвижных дислокаций (уже в процессе кристалли-зации возникает до 106…108 дислокаций в сечении, равном 1см2) приводит к их

пониженной сопротивляемости нагружению, т.е. высокой пластичности и не-

высокой 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 способы упрочнения основаны на торможении,

блокировании подвижных дислокаций путем резкого увеличения числа дефек-

тов решетки (в первую очередь линейных и поверхностных!), а также созда-

нии многофазных материалов (см. параграф 1.2.2.).

Такими традиционными методами повышения прочности металлов яв-

ляются:

– пластическое деформирование (явление наклепа или нагартовки),

– термическая (и химико-термическая) обработка,

– легирование (введение специальных примесей) и, наиболее общий под-

ход, – 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 материа-

ла.

Поэтому вопрос о степени упрочнения необходимо решать индивидуаль-

но, исходя из назначения и условий работы изделия.

Внимание!

Вы осилили и эту тему. Многое в нем должно быть знакомо по школь-

ным и вузовским курсам физики и химии, поэтому Вы должны успешно спра-

виться с вопросами для самопроверки и тестовыми заданиями.

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 упа-

ковки 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 на-

рушения 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 (неуп-

рочненных) металлов?

14. Каковы принципы повышения прочности металлов?

15. Перечислите практические методы упрочнения металлов?

16. Как влияют традиционные методы повышения прочности на пластич-

ность и ударную вязкость металлов?