М у н д а р и ж а I боб. Металларнинг кристалл тузилиши ва кристалланиш поцесси

2- §. МЕТАЛЛАРНИНГ ПЛАСТИК ДЕФОРМАЦИЯЛАНИШИ

Металлга таъсир эттирилган куч олингандан кейин металл асли холига (шаклига) келмаса, яъни унда қолдиқ деформация ҳосил бўлса, бундай деформация пластик деформация дейилади. Металлда пластик деформация шу металлга таъсир эттирилган нагрузка эластиклик чегарасидан ортгандагина вужудга келади.

Пластик деформация, юқорида айтиб ўтилганидек, деформациянинг иккинчи босқичи, яъни эластик деформациянинг давоми бўлиб, унинг дйаграммаси 63- расмда тасвирланган.

63- расм. Эластик ва пластик деформациялар диаграммаси.
Пластик деформация жараёнида металлнинг деформацияга қаршилиги ортиб боради ва пластик деформацияланиш хусусияти пасаяди.
Эластик деформация билан пластик деформация орасида чуқур физикавий фарқ бор. Металлнинг эластик деформацияланишида, юқорида айтиб ўтилганидек, кристалл панжарадаги атомлар (ионлар) оралиғи ўзгаради, таъсир эттирилган куч олинганда эса атомлар (ионлар) оралиғи аслига келади, натижада деформация йўқолади. Пластик деформация вақтида эса кристаллнинг бир қисми бошқа қисмига нисбатан силжийди, таъсир эттирилган куч олинганда кристалларнинг силжиган қисми аввалги жойига қайтмайди, яъни деформация қолади. Бундан ташқари, пластик деформация вақтида доналар ичида мозаика блоклари майдаланади, деформация даражаси юқори бўлган ҳолларда эса доналарнинг шакли ва уларнинг фазода жойлашуви ҳам сезиларли даражада ўзгаради, бунда доналар оралиғида, баъзан эса доналар ичида ҳам дарзлар ҳосил бўлади. 63- расмда тасвирланган диаграммадаги σ _э.ч. кучланиш пластик деформациянинг бошланиш пайтига туғри келади. Деформацияни ўлчаш усули қанчалик аниқ бўлса, А нуқта шунчалик паст туради. Техник ўлчашларда намуна узунлигининг ёки бошқа ўлчамининг 0,2 процентига тенг қолдиқ деформация ҳосил қиладиган кучланиш характеристикаси қабул қилинган, бу характеристика оқувчанлик Чегараси деб аталади ва σ _0,2 ёки σ_оқ билан белгиланади.
Энг катта кучланиш (σ_ь) металлнинг синиш (ажралиш) пайтига тўғри келади. Бу характеристика, кўпинча, синишга кўрсатиладиган қаршилик деб аталади. Металлар ташқи куч таъсири остидагина эмас, балки ҳажм ўзгаришлари билан борлиқ бўлгаи фаза ўзгаришларидан вужудга келган ички кучланишлар таъсири остида ҳам пластик деформацияланади.
Пластик деформация процессини текширишда металлнинг монокристалидан фойдаланиш анча қулай. Пластик деформация процессини текшириш натижасида, бу процесснинг сирпаниш йўли билан, шунингдек, иккиланиш йўли билан бориши аниқланди. Пластик деформация вақтида кристалл панжарада содир бўладиган ўзгаришлар схемаси 64- расмда тасвирланган.

64- расм. Пластик деформация вақтида кристалл панжарада содир бўладиган ўзгаришлар а — сирпаниш; б — иккиланиш.

Деформация кучсизрос бўлганда, дастлаб силжиш йўналишига нисбатан энг қулай жойлашган текисликлардаги атомлар сирпана бошлайди, деформация кучая борган сари бошқа текисликлардаги атомлар ҳам сирпанади. Шундай силиб, пластик деформация процесси бутун монокристалл бўйлаб бирин-кетин тарқалади.
Металлнинг силлиқланиб, сўнгра ялтиратилган намунасини пластик деформациялаб, атомларнинг Сирпаниш изларини кўриш мумкин: бу излар сирпаниш чизиқлари тарзида бўлади. Агар деформация атомларнинг иккиланиши йўли билан борса, металл намунасининг микроскопик тузилишида иккиланган пластинкалар пайдо бўлади.
Металлар пластик деформацияланганда, кўпинча, бир вақтнинг ўзида атомларнинг ҳам сирпаниши, ҳам иккиланиши юз беради. Дислокациялар назариясига кў ра металл пластик деформацияланганда чизиқли нуқсонлар ҳосил бўлади, бу нуқсонлар сурилади, бир-бири билан ҳам, бошқа нуқсонлар билан ҳам ўзаро таъсир этади ана шу чизиқли нуқсонлар (дислокациялар) ҳосил бўлиши металлнинг кристалл панжарасидаги атомларнинг ташқи-кучлар ёки ички кучланишлар таъсирида сирпаниш (силжиш) процесси билан боғлиқдир. Дислокация ҳосил бўлгандан кейин сирпаниш текислигининг иккала томонида кристалл панжаранинг вазияти ўзгаради ва атомлар орасидаги идеал боғланиш бузилади. Агар металлга кичикроқ ташқи Р куч қўйилса, бас, сирпаниш текислиги устидаги вертикал қатор атомлари битта атомлараро масофадан ортиқ бўлмаган оралиққа бирин-кетин силжийди. Бунинг натижасида дислокация навбатдаги қатор атомларига ўтади- (силжийди) ва маълум бир пайтда 64- расм, а да тасвирланган вазиятни олади. Оқибатда дислокация сиртга тепиб, йўқолади.
Шундай қилиб, юқорида тасвирланган процесс натижасида сирпаниш текислиги АА дан юқориги қаторлар битта атомлараро масофага силжийди (64-расм, а). Дислокация ҳосил бўлиши учун нисбатан катта дастлабки Р куч талаб этилади. Дислокация ҳосил бўлгандан кейин, пластик деформацияни вужудга келтириш учун анча кичик ташқи куч кифоя қилади. Бу ердан шундай хулоса чиқариш мумкин: металлда дислокациялар қанча кўп бўлса, шу металл кристалида силжиш процесси шунча осон ўтади ва, аксинча, металлда дислокациялар қанча кам бўлса, силжиш имкониятлари шунча кам ва металл шунча пухта бўлади. Ниҳоят, дислокация ҳосил бўлмайдиган металлда силжиш кристаллнинг барча қисмининг бир вақтда сурилиши ҳисобига содир бўлади. Дислокациясиз ёки чекланган ва кўпаймайдиган дислокацияли металлнинг пухталиги назарий пухталигига тенглашиб боради. Аммо дислокациясиз кристаллар ҳозирча жуда кичик ўлчамларда, яъни ипсимон ҳолдагина ҳосил қилинган. Масалан, темирнинг. 1 мк чамаси қалинликдаги ва 2,5 мм узунликдаги ипсимон кристалини ҳосил қилишга муваффақ бўлинган.
Пластик деформация процесси иккиланиш йўли билан борганда (64- расм, б) монокристаллнинг муайян қисмидаги атомлар шундай силжийдики, натижада монокристаллнинг бир қисми иккинчи қисмига, нисбатан гўё бурилиб, симметрик вазиятга келади. Бунда металлнинг микроструктурасида ўзига хос иккиланган пластинкалар пайдо бўлади.
Пластик деформация процесси поликристалларда монокристаллардагига қараганда анча мураккаб боради. Поликристалларда ўлчамлари ва шакли жизҳатидан бир-биридан фарқ қиладиган ва бир-бирига нисбатан турлича вазиятда жойлашган кўпдан-кўп монокристаллар бўлганлигидан, бундай кристалларда атомларнинг сирпаниш процесси кийинлашади. Поликристаллардан тузилган металл пластик деформацияланганда дислокациялар ва панжаранинг бошқа нуқсонлари сони ортади, дислокациялар қайта тақсимланади ва доналар ҳамда мозаика блоклари чегараларига тўпланади. Поликристаллардан тузилган металларнинг деформацияга кўрсатадиган қаршилиги монокристаллникига қараганда катта бўлишининг сабаби ҳам ана шу.