|
kT
E
exp
k
S
exp
C
0
0
В
(2.12)
bu erda S
0
– monovakansiya paydo bo‟lish entropiyasi; k-Boltsman
koeffitsienti.
40
Metallni vakansiyalar bilan ortiqcha to‟yintirishga yuqori temperaturali
holatni saqlab qolish (toblash) bilan yuqori konsentratsiyali energiya manbalari,
plastik deformatsiya va boshqa yo‟llar yordamida erishish mumkin.
Plastik deformatsiyada yutilgan ichki energiyaning asosiy ulushi
dislokatsiyalarni rivojlanishi bilan bog'liq. Ushbu energiyaning qiymati quyidagi
formula bilan aniqlanishi mumkin:
* (
√
) +
(2.13)
bu erda ρ – dislokatsiyalar zichligi; v- Puasson koeffitsienti; G - siljish
moduli; b - Burgers vektori; V
M
- fazasining bir mol hajmi; Z - dislokatsiya
yadrosining elastik energiyasiga qo'shadigan hissa koeffitsienti (Z = 1...3).
Ayrim metallarda vakansiyalarni hosil bo‟lish va ko‟chish energiyasi (эВ)
2.1-jadval
Metall
Panjara turi
Е
0
Е
М
Е
СД
Au
Ag
Cu
Al
Pt
YoMK
0,95
1,13
1,28
0,67
1,51
0,83
0,66
0,71
0,62
1,43
1,76
1,76
2,07
1,28
2,90
W
Mo
HMK
3,60
3,20
1,70
1,30
5,70
4,50
Dislokatsiyaning energiyasi kamayadi, agar u bilan o‟rniga kirgan atomlar
bulutlari bog‟liq bo‟lsa hamda dislokatsiyani almashish atomlari yoki vakansiyalar
bilan o'zaro ta‟siri bo‟lsa. 2.2-jadvalda dislokatsiyning nuqtali nuqsonlari bilan
bog‟liqlik energiyalari keltirilgan.
Dislokatsiyalarni nuqtaiyi nuqsonar bog‟liqlik energiyasi (Эв)
2.2-jadval
Nuqtaviy nuqson
Elastik aloqa energiyasi
Е
elast
Elektr aloqa energiyasi
Еe
Tugunlar orasidagi atom
(o‟zining
atomi
yoki
qo‟shimcha atomi)
Almashtiruvchi atom
Vakansiya
0,20…0,50
0,05…0,10
0,2
0,02
0,02
0,02
Karbidlarni hosil qilmaydigan elementlar (Ni, Si, Al, Co), shuningdek Ti
va V dislokatsiyalarning qo‟shimchalarga tortilishini zaiflashtiradi. Cr, Mo va W
kabi elementlar esa kuchaytiriladi. Nuqtaviy nuqsonlar va dislokatsiyalar bilan bir
41
qatorda, plastik deformatsiyalashda yig‟ilgan energiya joylashish nuqsonlari,
yacheykaning va dislokatsiya strukturalarining subdonalarning devorlari bilan
bog'liq.
Plastik deformatsiyalashda vakansiyalar, juftliklar va dislokatsiyalar
zichligi ortishi bilan bir qatorda, deformatsiya o'qi bo'ylab cho'zilgan alohida
qismlarida donalar parchalanadi, dislokatsiyalarni katakli substrukturalarga
tartiblashib o‟tishi kuzatiladi, elastik muvozanatda bo‟lgan ko'plab mikro va
submikrodarzlar paydo bo'ladi, makrokuchlanish maydonlari paydo bo'ladi.
Karbid fazasi ham muayyan o'zgarishlarga duch kelishi mumkin. Sementitning
oqlari tekis bo‟lgan kristallar asosan o'zgarmaydi, plastinali sementit matritsa
bilan birga deformatsiyalanadi, bo‟laklarga parchalanadi, cho‟ziladi va
yupqalanadi, deformatsiya yo'nalishi bo'yicha joylashadi. Perlit strukturalarida
deformatsiya paytida plastinalar orasidagi masofa o'zgaradi. Karbidlarning bir
qismi parchalanib ketadi va uglerod qattiq eritmaga o‟tib, dislokatsiyalarda
yug‟iladi yoki mayda grafit shaklda ajraladi. Martensitni va rangli metall
qotishmalarining o‟ta to‟yingan qattiq eritmarni deformatsiyasiyalashda ham xuddi
shunday holat kuzatiladi.
Plastik deformatsiyalash natijasida kelib chiqadigan strukturaviy
o'zgarishlari va unga bog'liq yutilgan energiya, strukturaviy tuzilishga bog‟liq
bo‟lgan mexanik va fizik xossalarni o'zgartiradi.Po'lat va qotishmalarning
mustahkamligi keskin oshadi va plastiklik xossalari esa kamayadi. YoMK
panjarali qotishmalar HMK strukturalarga qaraganda bir necha marta ko‟proq
puxtalanadi. Masalan, plastik deformatsiya elektr qarshiligining o'sishiga, koersitiv
kuchning kamayishiga, materialning zichligini kamayishiga olib keladi.
Deformatsion puxtalangan metallning holati termodinamik jihatdan
barqaror emas, qizdirilganda uning erkin energiyasini kamaytirishga olib keladigan
jarayonlar sodir bo'ladi. Ushbu jarayonlar faollashtirish energiyasining oshishi
bilan quyidagi ketma-ketlikda rivojlanadi:
- nuqtaviy nuqsonlar diffuziya orqali dislokatsiyalar va chegaralarda
yigilishi ularning tugunlardagi atomlar vakansiyasiyalari bilan yo‟qolishi,
shuningdek kristalli tuzilishdagi nuqtaviy nuqsonlari komplekslari va guruhlarini
shakllanishi;
- dislokatsiyalarni oddiy va ko‟ndalang siljish yo‟li bilan qayta
taqsimlanishi, bu jarayon ko‟plab qarama-qarshi ishorali dislokatsiyalarning
yo‟qolishi va dislokatsiya ilmoqlarni qisqarishi bilan birga kechadi;
- dislokatsiyalarning siljishi orqali qayta taqsimlanishi, bu jarayon
dislokatsiya devorlarini "ezilishi" yoki "sochilishi" va ularning kristalografik
yo'naltirining qayta o‟zgarishiga olib keladi;
- kam burchakli chegaralarini shakllanishi;
- kam burchakli va donalararo chegaralarni nuqsonlarni deformatsiyalangan
matritsaga ko'chishi, bu jarayon nuqsonlarni yo‟qolishi bilan kechadi;
- rekristallangan donalarni ajratadijan katta burchakli chegaralarning
ko‟chishi, bu jarayon ushbu donalarning kattalashishi bilan kechadi.
Material turiga, deformatsiya va qizdirish rejimlariga qarab, ushbu
jarayonlarning barchasi ketma-ket yoki bir-biriga ustma-ust tushib amalga oshishi
42
mumkin. Deformatsiyalangan metall strukturasidagi issiqlik ko‟rinishda yigilgan
ichki energiyani chiqishi bilan kechayotgan eng katta o'zgarish kristal
strukturaning nuqtaviy nuqsonlarini va dislokatsiyalarni yo‟qolishi va qayta
taqsimlanishi bilan bog'liq.
Do'stlaringiz bilan baham: |
