§ 5. Пластическое изменение формы кристаллических тел

Металлы являются кристаллическими телами. В про­цессе затвердевания жидкого металла образуются крис­таллы с правильным расположением атомов в простран­ственной решетке. При даль­нейшем росте правильная форма кристаллов искажа­ется в результате взаимного воздействия. Кристаллы с неправильной формой назы­ваются зернами или кри­сталлитами. В металлах и сплавах зерна взаимодей­ствуют друг с другом по плоскостям сложной фор­мы, определяемой вынуж­денной формой зерен, через межзеренную прослойку.

V,. . » _______ 1 Рис. 119. Ориентация плоскостей

Химическии состав И физи – скольжения, вЗернах металла ческие свойства зерен и про­слойки существенно разли­чаются. Опыты показывают, что вследствие такого строения металл чаще разрушается не по границам зерен, а по самим зернам — по плоскостям сколь­жения кристаллов. Экспериментами установлено, что для металлов и их сплавов основным механизмом пластиче­ской деформации является скольжение — сдвиг одной части кристалла относительно другой под действием ка­сательных напряжений. Плоскости, по которым проис­ходит скольжение, называют плоскостями скольжения. Рассмотрим схему сжатия металлического тела (рис. 119).

В отожженцом состоянии плоскости скольжения зе­рен металла расположены произвольно. При сжатии об­разца усилием в вертикальном направлении плоскости скольжения отдельных зерен окажутся наклоненными под различными углами к направлению действия силы. В первую очередь будут деформироваться зерна I, плос­кости скольжения которых наклонены к направлению- действия силы под углом 45°. По мере увеличения сжи­мающей силы будут деформироваться и другие зерна,, плоскости скольжения которых наклонены больше или меньше 45° к направлению действующей силы, и только при значительном увеличении силы все зерна окажутся пластически деформированными. Опытами установлено,, что отдельное зерно (монокристалл) деформируется при меньшем усилии и имеет более высокую пластичность. Объясняется это тем, что в поликристалле напряженное состояние зерен неоднородно, что в свою очередь объяс­няется различной ориентировкой плоскостей скольже­ния зерен и наличием межзеренной прослойки. Пласти­чески деформируемые зерна будут создавать напряже­ния сжатия в зернах, плоскости скольжения которых менее благоприятно расположены к направлению силы и поэтому упруго деформированы. Одни зерна металла находятся в условиях всестороннего сжатия, что – требу­ет повышенных усилий, в других зернах металла возни­кают напряжения растяжения, что приводит к снижению усилия. В многофазных сплавах условия деформации бо­лее сложные. В результате различия свойств отдельных кристаллов неравномерность напряженного состояния их будет более резкой, что требует больших усилий для де­формации и определяет меньшую пластичность.