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.