ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ

Возникает во всех случаях, когда внешнее напряжение превышает предел текучести. При растягивающих усилиях деформация до некоторого предела будет упругой. При определённом напряжении ( ) произойдёт ослабление связей между атомами и кристалл разрушится. При сжимающих усилиях расстояние между атомами уменьшится, и силы отталкивания будут компенсировать внешнюю нагрузку – деформация является идеально упругой. Пластичная деформация возникает в результате действия скалывающих касательных напряжений ( ). Под их действием одна часть кристалла смещается относительно другой части кристалла.

пластическая деформация

где g – модуль сдвига.

Для того чтобы произошла пластическая деформация, касательное напряжение должно достигнуть некоторого предела. Способность кристалла к пластической деформации зависит от характера химической связи.

Ковалентная связь отличается высокой направленностью и резко ослабляется даже при незначительной деформации. Связь разрушается раньше, чем атомы успевает восстановиться с соседними атомами. Кристаллы являются хрупкими. Металлическая связь не имеет направленности, материалы обладают пластичными свойствами. Ионная связь занимает промежуточное положение.

Критическое напряжение сильно зависит от предварительной деформации, увеличиваясь с её ростом. Это явление называется упрочнением (наклёп). При наклёпе внутренняя энергия кристалла растёт и составляет энергию остаточных деформаций. Упрочнение переводит кристалл в термодинамически неравновесное состояние, со временем внутреннее напряжение рассасывается и кристалл переходит в равновесное состояние – это называется отдыхом. Для отдыха нужно время или повышенная температура: при t_комн 100 лет, при 300 – 1 минута.

При в материалах развиваются процессы рекристаллизации. При рекристаллизации в образцах растут кристаллы, свободные от внутренних напряжений. Центрами образования кристаллов являются наиболее искажённые части решётки. Энергия остаточных деформаций при этом выделяется в виде теплоты (2 - 5 кДж/кг).