جستجو در تالارهای گفتگو

توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر منبع آن مجاز می باشد. ([Hidden Content]) 5ـ1ـ مقدمه پس از آنكه تيلور در سال 1934 ميلادي، تئوري كلي خود در مورد كار سختي ارائه داد، تلاش‌ها براي تشريح مكانيزم های لغزش و اندرکنش نابجايي‌ها در فرآيند كار سختي با شدت بيشتري آغاز گرديد. پس از آن، آزمايشات فراواني براي رسم دقيق منحني تنش ـ كرنش در فلزات مختلف، صورت گرفت و همچنین تاثير پارامترهاي مختلف از جمله دما، نرخ كرنش، اندازه دانه، جهات بلوري (در تك بلورها)، تركيبات آلياژي و غيره بر روي شكل منحني بررسي گرديد. با توسعه و گسترش روش‌هاي مستقيم مشاهده نابجايي‌ها، كه عمدتاً شامل ميكروسكوپ‌هاي الكتروني عبوري (TEM) و حكاكي حفره‌اي (etch pit) مي باشد، امكان بررسي دقيق تر چگونگي توزيع و آرايش نابجايي‌ها در حين تغيير شكل، ميسر گرديد. علاوه بر آن با مشاهده خطوط لغزش، اطلاعات با ارزشي در مورد مكانيزم‌هاي لغزش در طول تغيير شكل بدست آمد. اگر چه در سال‌هاي اخير تئوري‌هاي متعددي در مورد كار سختي تك كريستال ها ارائه شده است ولي اين پديده هنوز نیز به طور كامل شناخته شده نمی باشد. هدف بسياري از تئوري‌هاي كار سختي، تشريح منحني تنش‌ـ كرنش و بيان ارتباط آن با دما، نرخ كرنش و ساير پارامترها مي باشد. اين تئوري‌ها معمولاً شامل مدل كردن نابجايي‌ها مي‌باشد كه با كنترل تنش سيلان صورت مي گيرد. بطوریکه تنش سیلان به چگونگی توزیع نابجایی ها بستگی داشته و چگونگی توزیع نابجایی ها نیز با توجه به مقدار کرنش، متفاوت خواهد بود. بنابراین، اغلب تئوری هایی که برای تشریح پدیده کارسختی بکار می روند، در حقیقت تشریح مکانیزم هایی است که تنش سیلان را کنترل می کنند و آن نیز عمدتا شامل بیان چگونگی تغییر توزیع نابجایی ها در کرنش های مختلف می باشد. تيلور در سال 1934 ميلادي، بیان نمود كه نابجايي‌ها در يك شبكه منظم و بصورت مثبت و منفي آرايش مي‌يابند. در آن زمان، مقدار تنش سيلان براي يك شبكه منظم، محاسبه گردید ولي مكانيزم تشكيل آن و يا علت كاهش پارامتر شبكه در اثر افزايش كرنش، مشخص نشد. در اين بخش، در مورد تغيير شكل تك كريستال‌ها و تئوري‌هاي متعددي كه در سال‌هاي اخير و توسط دانشمندانی چون نابارو (Nabarro)، بازينسكي (Basinski) و هولت (Holt) در سال 1964 ميلادي و بوچك (Boček) در سال 1963 ميلادي و ميچل (Mitchell) در سال 1964 ميلادي، ارائه شده است، بررسي خواهد شد. 5ـ2ـ طبيعت منحني تنش‌ـ كرنش منحني تنش‌ـ كرنش در فلزات مكعبي با وجوه پر (fcc) و آلياژهاي آن، غالبا شامل سه مرحله مي‌باشد (شكل 5ـ1). مرحله I، تقريباً خطي و نرخ كار سختي (θІ) در آن، كم و مقدار آن براي فلزات هگزاگونال (hcp) تقريباً برابر 4-10 مي‌باشد كه G مدول برشي است. مرحله II نيز خطي و نرخ كار سختي آن تقريباً برابر 1/300 مي‌باشد. اين مقدار در يك فلز يا آلياژ معين، تقريباً همواره ثابت بوده و به پارامترهاي ديگر وابستگي خيلي كمي دارد. مقدار θІ بسته به جهت كريستالي متغير خواهد بود، بطوريكه در مثلث استريوگراف، اگر جهات كريستالي نزديك به گوشه‌ها و يا لبه‌هاي مثلث قرار گيرد، آنگاه مقدار θІ بيشينه خواهد بود. مقدار θIІ تنها به جهت كريستال بستگي دارد، بطوريكه مقدار آن در گوشه‌هاي مثلث استريوگراف نسبت به مركز مثلث، بسيار بزرگتر است. وسعت دامنه مرحله I (لغزش آسان)، به جهات كريستالي، دما و تركيب شيميايي آلياژ بستگي دارد. در مرحله III، نرخ كار سختي با افزايش كرنش، كاهش مي‌يابد و با كاهش دما، مقدار تنش شروع مرحله III، افزايش مي‌يابد. در سال‌هاي اخير، با انجام آزمايشات مختلف بر روي انواع تك كريستال‌هاي فلزات bcc با خلوص بالا و فلزات hcp، مشخص شد كه منحني تنش ـ كرنش اين فلزات نيز با توجه به مقدار دما و نرخ كرنش، شامل سه مرحله كار سختي مي‌باشند. منحني تنش ـ كرنش مس، نيوبيم و منيزيم در دماي اتاق، در شكل 5ـ1 نشان داده شده است.