Лекция №3 Дефекты кристаллического строения металлов Теория сварочных процессов

Лекция №3
Дефекты кристаллического
строения металлов
Теория сварочных процессов
Основные типы дефектов:
 Точечные (вакансии, дислоцированные атомы,
атомы примесей)
 Линейные (краевые и винтовые дислокации)
 Поверхностные (межфазные границы, границы
зерна, влияние поверхности металла)
 Объёмные (скопление вакансий, дислокаций,
микропоры)
Теория сварочных процессов
Точечные дефекты:
о – дислоцированный атом
х – вакансии
Теория сварочных процессов
Концентрации вакансий.
𝑪𝑽𝒑
𝒏
=
𝑵
n – число вакансий
N – общее количество атомов в рассматриваемом объёме.
𝑪𝑽𝒑
𝑼𝒅
= 𝑨𝒆𝒙𝒑(−
)
𝒌𝑻
Ud – энергия активации образования вакансий
(Ei – достаточно для образования дислокационных атомов)
k – константа Больцмана
T, К – температура
Теория сварочных процессов
Теория сварочных процессов
2. Линейные дефекты.
Краевые дислокации.
b=a (один параметр
кристаллической решётки
- BC – линия
дислокации (трубки)
𝐵𝐶 ⊥ 𝜏
𝑉𝑑 ∥ 𝜏
𝑁 = 107 … 1012 , 1/см2
отжиг закалка
Теория сварочных процессов
Вокруг дислокации формируется зона
микронапряжения.
r0 – ядро дислокации
r – размер зоны значительной величины
𝜎𝑦 (1% от 𝜎𝑦 𝑚𝑎𝑥)
Теория сварочных процессов
𝜎𝑥(𝑦) = −
𝐺𝑏
2𝜋 1−𝜇 𝑦
𝐺𝑏 2
(МПа)
𝑟
𝑊=
∙ 𝑙𝑛
4𝜋(1 − 𝜇)
𝑟0
Потенциальная энергия
дислокации – результат
силового взаимодействия
атома.
(Сегрегация)
В сплавах имеет место
сегрегация примесей на
дислокациях.
Теория сварочных процессов
С → Ти.д. > 3000С
M0 → Ти.д. > 8000С
Сегрегация примесей:
Теория сварочных процессов
2. Винтовые дислокации.
Теория сварочных процессов
Это угловой сдвиг
дислокаций решётки в
результате
асимметричности
внешних сил по линии.
BC – плоскость,
полученная в
результате угловой
деформации.
Теория сварочных процессов
Закручивание по винтовой конфигурации
𝐵𝐶 ∥ 𝜏
𝑉𝑑 ⊥ 𝜏
Винтовые дислокации:
имеют место при
большой пластичной
деформации.
Краевые – при малых
пластических
деформациях
Теория сварочных процессов