трещин металл шва испытывает значительные пластические мации растяжения, они и являются причиной возникновени чих трещин.

§ 44. ДЕФОРМАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕТАЛЛА ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ, БЛИЗКИХ К ТЕМПЕРАТУРЕ С^ЛИДУС

В гл. I было показано, что все технические металлы в пределах кристаллов имеют сравнительно упорядоченную структуру, соответствующую типу кристаллической решетки. Вместе с тем, по границам зерен, как правило, концентрир/тотся различного рода примеси и вклю-

6S, КГ/СН2 1000 г

600

200

1200

1400 В ВТ.'С

Рис. 169. Изменение предела прочности для некоторых сталей в зависимости от температуры.

чения, значительно нарушающие порядок расположения атомов. Как уже указывалось, по границам зерен обычно скапливаются и дислокации всех видов. В соответствии с таким характером строения деформация металлов протекает также двумя путями: 1) кристаллы деформируются в результате перемещения атомных блоков или групп (сдвиг, двойни-кование), вследствие чего возникает пластическая деформация;

2) в зонах нарушения упорядоченного кристаллического строения, на границах зерен, активизируются диффузионные процессы. Деформация в этом случае осуществляется за счет перемещения отдельных атомов диффузионным путем и носит название диффузионной деформации.

Практически оба процесса всегда сопутствуют один другому, однако при нормальных температурах основное значение имеет деформация сдвига, а с повышением температуры преимущественное развитие получают деформации диффузионного характера.

Разрушение металлов под действием деформаций может происходить либо по зернам, либо по границам между ними — в зависимости от того, какой тип деформации преобладает. В первом случае разрушение сопровождается пластической деформацией, во втором чаще всего наблюдается хрупкое разрушение.

Исследования мгновенной прочности и пластичности металлов при температурах, близких к температуре солидус, показали, что здесь кривая прочности (рис. 169) состоит из двух участков — С А и А В, соответствующих вязкому и хрупкому характеру разрушения. Для каждого металла достигается такая критическая темпера-

Рис. 170. Схема строения и деформации металла, находящегося в твердо-жидком состоянии (в интервале температур Тп—Тс).

тура, \три которой вязкое разрушение уступает место хрупкому и прочность металла резко падает.

Сталь, как и многие другие сплавы, кристаллизуется в интер-е температур Тл — Тс- При Т Тл сплав полностью переходит в жидкое ^состояние, а при Т Тс полностью затвердевает. В интервале TjS— Тс сплав представляет собой двухфазную систему, состоящую из, твердых кристаллов, окруженных жидким маточным раствором (рис. 170, а).

Если кристаллы развились настолько, что образовали сплошной прочный каркас, то такая система в процессе деформации может разрушаться вязко, так как пластичность кристаллов в указанных температурах высока. Если же система представляет собой кристаллы, разъединенные жидкими прослойками, деформация происходит в основном за счет перемещения кристаллитов и перераспределения жидких прослоек между ними (рис. 170, б). Прочность такой системы определяется по существу величиной поверхностного натяжения жидкости и поэтому очень мала.

При деформации твердо-жидкой системы возможно образование не-сплошностей по двум основным причинам:

1)объем жидкой фазы в момент деформации оказался недостаточным для заполнения увеличившихся объемов полостей между зернами;

2)скорость деформирования была настолько велика, что перераспределение жидкой фазы произойти не успело.

Образовавшаяся в том или в другом случае несплошность служит зародышем трещины.

Таким образом, каждый металл имеет интервал температур, в котором его прочность и пластичность очень малы,— так называемый температурный интервал хрупкости (ТИХ). Обычно это низкотемпературная часть интервала Тл—Тс\ в некоторых случаях— температуры несколько ниже Тс.

Не следует, однако, думать, что находящийся в двухфазном состоянии металл совсем не обладает пластичностью. Величина деформационной способности такого металла хотя и невелика, но соизмерима с величиной наблюдаемых в шве пластических деформаций. Определяется деформационная способность такими факторами:

1)состоянием объемов твердой и жидкой фаз;

2)размерами и формой кристаллитов (измельчение кристаллитов повышает пластичность).

3)скоростью деформации (при повышении скорости деформации пластичность снижается, так как перемещающиеся кристаллиты заклиниваются).