282
Æwiczenie 34
ZGNIOT I REKRYSTALIZACJA
1. CEL ÆWICZENIA
Celem æwiczenia jest poznanie wp³ywu nagrzewania na zmianê w³asnoci mechanicznych i strukturê metalu poddanego uprzednio odkszta³ceniu plastycznemu na zimno.
2. WIADOMOCI PODSTAWOWE
Metale jako cia³a plastyczne ulegaj¹ pod dzia³aniem si³ zewnêtrznych odkszta³ceniu, które polega na zmianie ich wymiarów, kszta³tu i objêtoci, nie ulegaj¹c przy tym
zniszczeniu.
Rozró¿niamy odkszta³cenia sprê¿yste i plastyczne.
2.1. Odkszta³cenia sprê¿yste
Odkszta³cenia sprê¿yste s¹ to odkszta³cenia przemijaj¹ce, które zanikaj¹ po odci¹¿eniu; odkszta³cony element metalowy powraca do swego pierwotnego kszta³tu i wymiarów. Pod wp³ywem przy³o¿onego obci¹¿enia nastêpuje zmiana odstêpów pomiêdzy atomami w sieci krystalicznej; w przypadku dzia³ania si³ rozci¹gaj¹cych, komórki
sieciowe wyd³u¿aj¹ siê w kierunku dzia³ania tych si³, za w przypadku dzia³ania si³
ciskaj¹cych, nieznacznie siê skracaj¹. W wyniku wzajemnego oddzia³ywania pomiêdzy wysuniêtymi ze swych po³o¿eñ równowagi atomami powstaj¹ wewn¹trz odkszta³conego materia³u si³y wewnêtrzne, które d¹¿¹ do przywrócenia stanu równowagi i pod
wp³ywem tych si³ element metalowy po odci¹¿eniu powraca do swego pierwotnego
kszta³tu.
2.2. Odkszta³cenia plastyczne
Obci¹¿enie metalu powy¿ej granicy sprê¿ystoci powoduje odkszta³cenie plastyczne,
tj. odkszta³cenie trwa³e; odci¹¿ony element metalowy wykazuje trwa³¹ zmianê kszta³tu.
Odkszta³cenie plastyczne zachodzi w drodze polizgu oraz bliniakowania.
Odkszta³cenie przez polizg polega na tym, ¿e pod wp³ywem si³ zewnêtrznych
nastêpuj¹ przesuniêcia wzglêdem siebie czêci kryszta³u wzd³u¿ okrelonych p³aszczyzn krystalograficznych, które nosz¹ nazwê p³aszczyzn ³atwego polizgu. Wzajemne przesuwanie siê warstw kryszta³u wzglêdem siebie powoduje pewne zniekszta³cenia
Opracowa³: Stanis³aw Rudnik
283
P
sieci krystalicznej w s¹siedztwie p³aszczyzny polizgu, co wp³ywa hamuj¹co na ruch
polizgowy tak, ¿e przerzuca siê on na drug¹
z kolei p³aszczyznê o tej samej orientacji
krystalograficznej. Na tej drodze tworz¹ siê
stopniowo nowe p³aszczyzny polizgu, odα
α+β
dzielone nie odkszta³conymi warstwami
krystalograficznymi. Gruboæ tych warstw,
czyli odleg³oæ pomiêdzy p³aszczyznami po∆L
lizgowymi jest rzêdu 10-4cm. Mechanizm
β
powstawania polizgów w monokrysztale
przedstawiono na rys. 34.1.
P³aszczyznami ³atwego polizgu, w któP
rych metal stawia najmniejszy opór odRys. 34.1. Polizgi w monokrysztale cynku
kszta³ceniu, s¹ p³aszczyzny z najgêstszym
u³o¿eniem atomów. P³aszczyzny ³atwych
polizgów w uk³adach krystalograficznych typu A1, A2 oraz A3 przedstawia rys. 34.2.
Jak widaæ, najmniej p³aszczyzn i kierunków ³atwego polizgu wystêpuje w uk³adzie
heksagonalnym A3, tote¿ metale krystalizuj¹ce w tym uk³adzie, jak np. magnez i cynk
odznaczaj¹ siê mniejsz¹ plastycznoci¹, za najwiêksz¹ w uk³adzie regularnym A1.
A1
A2
A3
Rys. 34.2. P³aszczyzny ³atwego polizgu
Przedstawiony wy¿ej mechanizm odkszta³cenia plastycznego nie jest
(…)
… poszczególnych pasków.
290
5. WYTYCZNE DO OPRACOWANIA SPRAWOZDANIA
Sprawozdanie winno zawieraæ:
1. Opis czynnoci przy wykonywaniu æwiczenia.
2. Okrelenie temperatury rekrystalizacji.
3. Wyniki badañ przedstawione w formie tabelarycznej.
4. Wykres wielkoci ziarna od stopnia odkszta³cenia z zaznaczeniem zgniotu krytycznego.
5. Wnioski.
6. LITERATURA
[1] Dobrzañski L.A.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna stopów…
… to wiêksze si³y.
Zjawisko to zwi¹zane jest ze wzrostem iloci dyslokacji, utrudnionym przejciem dyslokacji przez przeszkody oraz wzrostem wewnêtrznego stanu naprê¿enia wywo³anego przez wzajemne oddzia³ywanie ziarn. Zachodzi ono w monokryszta³ach, jak i w cia³ach polikrystalicznych, przy czym w tym ostatnim przypadku nale¿y jeszcze uwzglêdniæ
wp³yw granic ziarn. W wyniku umocnienia, w³asnoci wytrzyma…
… metalowi prawid³owej struktury krystalicznej oraz odpowiednich w³asnoci
nastêpuje dopiero po nagrzaniu go powy¿ej okrelonej temperatury, zwanej temperatur¹ rekrystalizacji. W tej temperaturze, w miejsce odkszta³conych ziarn krystalicznych z zaburzon¹ sieci¹ przestrzenn¹, powstaj¹ nowe ziarna krystaliczne o prawid³owej strukturze sieciowej, w wyniku czego zanika umocnienie metalu nastêpuje spadek
wytrzyma³oci i twardoci, a wzrost plastycznoci metalu. Temperatura rekrystalizacji zale¿y przede wszystkim od temperatury topnienia metalu, co zosta³o przez Boczwara wyra¿one wzorem:
(2)
gdzie: Tr bezwzglêdna temperatura rekrystalizacji,
T t bezwzglêdna temperatura topnienia,
a wspó³czynnik wahaj¹cy siê zwykle w granicach 0,35 - 0,60.
Zrekrystalizowane ziarna rozrastaj¹ siê. Proces ten przebiega…
…) poligonizacja,
3) rekrystalizacja pierwotna,
4) rozrost ziarn,
5) rekrystalizacja wtórna.
Przy nagrzewaniu metalu do niewysokich temperatur nastêpuje jedynie czêciowe
usuniêcie naprê¿eñ sieci krystalicznej zgniecionego metalu, który to proces nazywamy zdrowieniem.
W mikrostrukturze metalu w czasie zdrowienia nie zachodz¹ ¿adne zmiany. W³asnoci mechaniczne zmieniaj¹ siê w tym okresie bardzo nieznacznie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)