Основы металловедения. Свойства металлов

1. Основы металловедения

• Свойства металлов
• Кристаллическое строение
металлов
• Дефекты кристаллического
строения
• Кристаллизация
• Деформация и разрушение

2. Деформация и разрушение металлов

• Реакция металла на
возрастающее напряжение
• Упругая деформация
• Пластическая деформация
• Разрушение
• Роль дислокаций в процессах
деформации и разрушения

3.

4. Движение краевой дислокации

5. Движение краевой дислокации

6. Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницы

Лапки гусеницы, оторванные от земли, – это дефект.
Дислокация (недостроенная атомная плоскость) – это дефект.
Движется дефект, а в итоге смещается вся гусеница или вся верхняя
часть кристалла.

7. Скольжение дислокации подобно перемещению гусеницы

Лапки гусеницы, оторванные от земли, – это дефект.
Дислокация (недостроенная атомная плоскость) – это дефект.
Движется дефект, а в итоге смещается вся гусеница или вся верхняя
часть кристалла.

8. Перемещение одной дислокации через кристалл

9. Деформация монокристалла

Линии
скольжения
в кристалле
Деформация
поликристалла
до
после

10. Художественная ковка

Кованая роза
изготовлена
из стали.
Даже такой
прочный
материал
можно
деформировать ударной
нагрузкой без
разрушения.

11. Влияние дефектов на прочность металла

1 – Теоретическая прочность
Предел прочности
Плотность дислокаций (общая длина дислокаций
в 1 см3) определяет прочность и пластичность
материала.
Прочность нитевидных кристаллов или «усов»
(13000 МПа) превышает прочность
монокристаллов (1500 МПа) и близка к
теоретической (20000 МПа). Плотность
дислокаций в монокристаллах = 102–103 см-2.
Предел прочности отожжённых (нормальных)
металлов (точка 4) составляет 200–300 МПа ( =
106–108 см-2).
После холодной деформации прочность возрастает
до 1500 МПа ( = 1012 см-2). Это соответствует
106 км дислокаций в 1 см3 (участок 5).
При очень большой концентрации дефектов предел
прочности материала снижается (точка 6).
2 – Прочность «усов»
3 – Прочность
монокристаллов
6
5 – Металлы
упрочненные
4 – Чистые металлы
Плотность дислокаций

12. Способы упрочнения металлов и сплавов:

– упрочнение самими дислокациями;
– упрочнение границами зерен;
– упрочнение твердым раствором;
– упрочнение дисперсными частицами второй фазы.
Все эти способы основаны
на создании препятствий для
движения дислокаций.