Пластикалык деформациянын металлдардын механикалык касиеттерине тийгизген таасири
Пластикалык деформация материал таануу жана инженерия жаатындагы фундаменталдык түшүнүк болуп саналат жана материалдын серпилгичтик чегинен тышкары чыңалууга дуушар болушун билдирет. Бул кубулуш металлдардын механикалык касиеттерине терең таасир этет, бекемдик, ийкемдүүлүк, бышыктык жана катуулук сыяктуу мүнөздөмөлөрдү өзгөртөт. Бул таасирлерди түшүнүү металлдар ар кандай жүктөө шарттарына дуушар болгон процесстерди долбоорлоо жана өндүрүү үчүн абдан маанилүү.
Пластикалык деформациянын негиздери
Баштоо үчүн, серпилгич жана пластикалык деформацияны айырмалоо маанилүү. Серпилгич деформация кайтарылгыс; колдонулган чыңалуу алынып салынганда, материал баштапкы формасына кайтып келет. Бирок, пластикалык деформация туруктуу. Металлдар, адатта, чыңалууга дуушар болгондо эки түрдөгү деформацияны тең көрсөтүшөт, башында ийилүү чекитине жеткенге чейин серпилгич деформацияга дуушар болушат. Бул ийилүү чекитинен тышкары пластикалык деформация пайда болот.
Пластикалык деформациянын механизмдери
Кристаллдык металлдарда пластикалык деформация негизинен кристаллдык торчодогу сызык кемчиликтери болгон дислокациялардын кыймылы аркылуу пайда болот. Дислокация кыймылы атомдордун катмарларынын бири-биринен бир топ төмөн чыңалуу деңгээлинде жылып өтүшүнө мүмкүндүк берет, эгерде торчо толугу менен жылып кетсе, бул талап кылынат. Бул тайгалануу механизми пластикалык деформация процессинин борборунда турат жана көбүнчө пайда болгон механикалык касиеттерди аныктайт.
1. Дислокациялык кыймыл: Дислокациялардын кыймылдуулугу маанилүү фактор болуп саналат. Алюминий сыяктуу дислокациялык кыймылы жогору болгон металлдар ийкемдүү келишет, ал эми титан сыяктуу дислокациялык кыймылы чектелген металлдар жогорку бекемдикке, бирок төмөнкү ийкемдүүлүккө ээ.
2. Бүртүкчөлөрдүн чек ара өз ара аракеттенүүсү: Поликристаллдык металлдардагы бүртүкчөлөрдүн чек аралары дислокация кыймылына тоскоолдук катары кызмат кылат. Дислокациялар бул чектерде үйүлгөндө, чыңалуу топтолуп, андан ары деформацияны кыйындатат. Бул өз ара аракеттенүү көбүнчө жумуштун катууланышына алып келет, мында металл пластикалык деформация менен бекемделип, катууланып калат.
Механикалык касиеттерге таасирлери
1. Күч
Пластикалык деформациянын эң көрүнүктүү таасирлеринин бири - металлдардын бекемдигинин жогорулашы. Деформациянын катууланышы же жумуштун катууланышы деп аталган бул кубулуш металлдын микроструктурасындагы дислокациялар менен тоскоолдуктардын өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасы болуп саналат.
– Деформациянын катууланышы: Пластикалык деформация учурунда дислокациялар көбөйүп, бири-бири менен өз ара аракеттенишип, андан ары дислокация кыймылына тоскоол болгон татаал тармакты түзөт. Бул металлдын жылышуу жана созуу бекемдигинин жогорулашына алып келет.
– Холл-Петч эффектиси: Бүртүкчөлөрдүн өлчөмү менен бекемдигинин ортосундагы байланыш Холл-Петч теңдемеси менен берилет, ал кичинекей бүртүкчөлөрдүн өлчөмдөрү жогорку бекемдикке алып келерин айтат. Пластикалык деформация металлдын бекемдигин күчөтүп, динамикалык кайра кристаллдашуу сыяктуу механизмдер аркылуу бүртүкчөлөрдүн түзүлүшүн өркүндөтө алат.
2. Ийилчээктик
Пластикалык деформация менен бекемдик жогоруласа, ийкемдүүлүк жалпысынан төмөндөйт. Ийкемдүүлүк - бул металлдын жарылуудан мурун олуттуу пластикалык деформацияга дуушар болуу жөндөмү жана ал дислокациянын тыгыздыгына тескери пропорционалдуу.
– Ийилчээктиктин төмөндөшү: Пластикалык деформация күчөгөн сайын, дислокациялардын тыгыздыгы жогорулайт, бул тайгалануу системаларынын азайышына жана ички чыңалуулардын жогорулашына алып келет. Бул металлдын кошумча пластикалык деформацияларга туруштук берүү жөндөмүн төмөндөтөт жана сынууга көбүрөөк жакын болот.
– Деформациянын локалдашуусу: Кеңири пластикалык деформация деформациянын локалдашуусуна алып келиши мүмкүн, мында деформация тар аймактарда, мисалы, созулган үлгүлөрдөгү моюндун ийилишинде топтолгон. Бул металлдын жалпы ийкемдүүлүгүн ого бетер төмөндөтөт.
3. Чыдамкайлык
Катуулук, энергияны сиңирип, сынбай туруп пластикалык деформациялануу жөндөмү болгондуктан, бекемдик жана ийкемдүүлүк менен тыгыз байланышта. Пластикалык деформациянын катуулукка тийгизген таасири татаал.
– Катуулугунун төмөндөшү: Адатта, пластикалык деформациядан улам бекемдик жогорулап, ийкемдүүлүк төмөндөгөн сайын, металлдын катуулугу да төмөндөйт. Жумуш менен катууланган материал, күчтүүрөөк болгону менен, морт болуп, сынууга чейин энергияны сиңирүүгө жөндөмү азыраак болушу мүмкүн.
– Динамикалык катуулатуу: Айрым учурларда, динамикалык кайра кристаллдашуу сыяктуу процесстер деформация учурунда дан структураларын өркүндөтүп, белгилүү бир шарттарда, айрыкча жогорку температурада, бекемдикти жогорулатат.
4. Катуулук
Катуулук же локалдашкан пластикалык деформацияга туруктуулук, адатта, пластикалык деформациянын деңгээли менен жогорулайт.
– Катуулугунун жогорулашы: Дислокациянын тыгыздыгынын жана өз ара аракеттенүүсүнүн жогорулашы сыяктуу бекемдикти жогорулаткан механизмдер да жогорку катуулукка өбөлгө түзөт. Ошондуктан металлдардын катуулугун жогорулатуу үчүн төмөнкү температурада пластикалык деформацияны камтыган муздак иштетүү процесстери кеңири колдонулат.
практикалык кесепеттери
Пластикалык деформациянын таасири металл иштетүү жана калыптоо процесстеринде кеңири колдонулат. Прокаттоо, согуу, экструзия жана тартуу сыяктуу ыкмалар металлдардын механикалык касиеттерин ылайыкташтыруу үчүн пластикалык деформацияны колдонот. Мисалы, болотту муздак прокаттоо каалаган формага гана жетпестен, ошондой эле жумушта катуулануу аркылуу бекемдикти жана катуулукту жогорулатат.
Мындан тышкары, бекемдик менен ийкемдүүлүктүн ортосундагы тең салмактуулукту түшүнүү металлдар динамикалык жүктөмдөргө дуушар болгон жерлерде, мисалы, автомобиль жана аэрокосмос өнөр жайларында абдан маанилүү. Автоунаа шассиси же учактын фюзеляжы сыяктуу компоненттер катастрофалык бузулууларсыз энергияны сиңирип жатканда жогорку чыңалууларга туруштук бериши керек.
жыйынтыктоо
Пластикалык деформация металлдардын механикалык касиеттерин олуттуу түрдө өзгөртүп, бекемдигине, ийкемдүүлүгүнө, чыдамкайлыгына жана катуулугуна таасир этет. Бул өзгөрүүлөр, негизинен, металлдын кристаллдык түзүлүшүндөгү дислокациялардын кыймылынан жана өз ара аракеттенүүсүнөн келип чыгат. Пластикалык деформация бекемдөө жана бүртүкчөлөрдүн чек араларын бекемдөө сыяктуу механизмдер аркылуу бекемдикти жана катуулукту жогорулатса да, адатта, ийкемдүүлүктү жана чыдамкайлыкты төмөндөтөт. Ошондуктан, бул таасирлерди ар тараптуу түшүнүү ар кандай инженердик колдонмолордо металл компоненттеринин иштешин жана ишенимдүүлүгүн оптималдаштыруу үчүн абдан маанилүү. Башкарылуучу пластикалык деформация процесстери аркылуу инженерлер металлдын касиеттерин белгилүү бир талаптарга жооп берүү үчүн ылайыкташтыра алышат, бул материалдын иштешинин чектерин кеңейтет.
