Mühazirələr konspekti Bakı 2020 Dİaqnostik məlumatlarin əsas nöVLƏRİ

7.7 Ərintilərin mexaniki xassələri

Təbii kristallar yüksək plastikliyə malikdir və çox kiçik gərginliklərdə axır. Ərintilərin mühkəmliyinin artırılmasının dörd üsulu vardır. Bu üsullardan istifadə edərək materialın 10^-2 G-yə çatan sürüşmə gərginliyinə düzməsini təmin etmək olar. Həmin üsullar aşağıdakılardır.

1. 
   Dislokasiyaların hərəkətinin mexaniki tormozlanması.
   
2. 
   Dislokasiyaların həll olan atomlarla bağlanması.
   
3. 
   Yaxın tərtib yaratmaqla dislokasiyaların hərəkətinə mane olmaq.
   
4. 
   Dislokasiyaların sıxlığının xeyli artırılması.
   

Beləliklə, bu mexanizmlərdən istənilən birinin tətbiq olunmasının müvəfəqiyyət qazanması, dislokasiyaların hərəkətinin tormozlanmasının hansı effektivliklə aparılmasından asılıdır. Bir başqa – beşinci mexanizm isə, kristaldan bütün dislokasiyaların uzaqlaşdırılmasından ibarətdir. Bu üsul bəzi nazik, tükvari kristallar üçün yarayır və sonrakı paraqrafda bununla tanış olcağıq.

Dislokasiyaların mexaniki tormozlanmasının əsas üsulu, kristala digər fazanın kiçik hissəciklərinin daxil edilməsidir; məsələn, poladın dispers soyudulmasında belə proses gedir; bu proses də poladın dispets soyumasında matrisdə dəmir karbidin ayrılması, yaxud alüminium bürüncünün köhnəlməsində Al₂Cu hissəciklərinin ayrılması ilə baş verir. Əgər sürüşmə müstəvisində hissəciklər arasındakı orta məsafə L – dirsə, onda dislokasiyanın hissəciklər arasındakı “çıxması” üçün lazım olan gərginlik, (7.13) düsturuna analoji olaraq:

Münasibəti ilə təyin olunur. Hissəciklər arasındakı L məsafəsi nə qədər az olsa σ gərginliyi bir o qədər çox olar.

Orovan, dispers bərkimə mexanizmini öyrənərək müəyyən edib ki, xırda dispersli fazanın ayrılması prosesinin lap başlanğıcında L böyük, möhkəmlik isə az olur. Elə ki, xxırda dispersli fazanın ayrılması başa çatır və çoxlu sayda kiçik hissəciklər yaranır, L minimum, möhkəmlik isə maksimum qiymətə çatır. Əgər ərinti yuxarı temperaturda müəyyən müddət saxlanılarsa, onda bəzi hissəciklər böyüməyə, başqaları iəs həll olmağa başlayır və nəticədə, L yenidən artır, möhkəmlik azalır. Polikristal maddələrin dənəciklərinin sərhəddi və yaxud kiçik dispers fazaların ayrılması nəticəsində hissəciklər ətrafında yaranan gərginliklərin mikroskopik lokal sahəsi də mexaniki tormozlanma yarada bilər. Qarışdırılmış bərk məhlullarda möhkəmlik, dislokasiyaların həll atomlarla bağlanması nəticəsində yaranır. Kottrel müəyyən etmişdir ki, dislokasiyalar yaxınlığında kənar atomların həll olması kristalın pozulmamış hissələrinin həll olmasına nisbətən, daha çoxdur. İş ondadır ki, kristal qəfəsini aralamağa çalışan kənar atom əsasən kristal qəfəsinin sərhəd dislokasiyası yaxınlığındakı seyrək sahəsinə düşür. Həll olan kənar atomların dislokasiyalara tərəf belə meyl etməsi hər bir dislokasiya ətrafında həmin atom buludunun yaranmasına səbəb olacaq. Həll olan atomların yürüklüyü böyük olduqca (xüsusən, bərk məhlulların soyuması və kristalların “tablanması” vaxtı), bu proses daha effektiv gedir.Alcaq temperaturlarlara qədər soyudulma zamanı həll olan atomların diffuziyası kəskin yavaşıdığından dislokasiyalar ətrafında yaranan bu buludlar elə bil ki kristalda bağlanır. Dislokasiyaları həll olmuş atom buludundan aralamaq üçün müəyyən iş görmək lazımdır. Ona görə də, dislokasiyaların həll olan atom buludu ilə bağlandığını kristalların plastik deformasiyası üçün daha yüksək gərginlik tələb olunur. Beləliklə, kristalda həll olan atom buludunun mövcud olması onun möhkəmliyinin artmasına tələb olur.

Təmiz kristallarda dislokasiyanın sürüşmə müstəvisində hərəkəti bu müstəvidə rabitə enerjisini dəyişmir. Kristalın daxili enerjisi əvvəlki kimi qalır. Bu deyilənlər nizamsız bərk məhlullar üçün də doğrudur, çünki sürüşmədən sonra həll olan atomlar sürüşmə müstəvisində əvvəlki kimi nizamsız yerləşir. Ancaq, əksər bərk məhlullar yaxın tərtibə malikdir. Müxtəlif növ atomlar kristal qəfəsinin düyünlərində nizamlı yerləşir; onlar elə yerləşməyə çalışır ki, yanlarında başqa növ atomların artıqlığı və ya çatışmamazlığı olsun. Fişer göstərmişdir ki, kristalın təbiətindən asılı olmayaraq dislokasiyaların hərəkəti yaxın tərtibin pozulmasında səbəb olur. Bu halda sürüşmə müstəvisində daxili enerji artır. Sürüşmə müstəvisi müəyyən xüsusi ε səth enerjisinə malik olan sərhəddin daxili səthinə çevrilir. Aydındır ki, bu halda dislokasiyaların hərəkətinə lazım olan sürüşmə gərginliyi

Nisbəti ilə təyin olunur. Latun və Cu-Au ərintisi üçün ε kəmiyyətinin termodinamik baxımdan qiymətləndirilməsi göstərir ki, ε-nun tərtibi, həmin ərintilərin bərklik ölçülərindən alınan qiymətə yaxındır.

Məlumdur ki, plastik deformasiya nəticəsində kristal maddələrin möhkəmliyi artır. Soyuq emalda metaların möhkəmliyinin belə artmasına pərçinlənmə deyilir. Möhkəmliyin artması, dislokasiyalarının sıxlığının artması hesabına ola bilər, çünki, verilən dislokasiyaların düzüldüyü sürüşmə müstəvisində hərəkəti çətinləşir. Xüsusən, vint dislokasiyalarının kəsişməsi çətinləşir, çünki bu halda vakant zənciri, yaxud düyünlər arası vəziyyətdə olan atomlar zənciri yarana bilər.

Materialların möhkəmliyini artırmaq üçün soyuq işlənmədən geniç istifadə olunur, ancaq pörtdəmə prosesinin aradan qaldırılmasının effektivliyi bu işləmənin aşağı temperaturda aparılması ilə məhdudlaşır.

Yuxarıda qeyd olunan dörd möhkəmlətmə mexanizmindən hər biri, möhkəmlik sərhəddini 10^-3 – 10^—2 G tərtibə qədər artırmaq imkanı verir. Bu möhkəmlətmə üsullarının kombinasiyası ilə də möhkəmlik sərhəddini 10^—2 G-dən yuxarı artırmaq olmur. Diffuziya prosessinin baş verdiyi temperaturlarda kiçik dispers fazalı hissəciklər həll olmağa başlayır, həll olan atom buludu isə, diffuziya nəticəsində dislokasiyalarla birlikdə hərəkət edir; dislokasiyalar keçəndən sonra yaxın tərtib bərpa olunur. Dislokasiyaların yenidən sürünməsi və tablama, dislokasiyaların sıxlığının azalmasına səbəb olur. Beləliklə, yuxarı temperaturlarda materialın möhkəmliyi azalır və zaman keçdikcə o, artan deformasiyaya – axıcılığa malik olur. Yuxarı temperaturlarda istifadə etmək üçün ərintilər hazırlandıqda, həmin temperaturlara qədər dörd bərklik mexanizminin effektivliyinin saxlanılması üçün, diffuziya sürətinin əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması vacibdir.

6.