Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі семейкаласы



жүктеу 1.09 Mb.
бет2/7
Дата25.04.2016
өлшемі1.09 Mb.
1   2   3   4   5   6   7
: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған

3 Дәріс

Металдардың кристалдануы. Металдарды зерттеудің әдістері.

1. Металдардың кристалдануының заңдылықтары және механизмі

2.Ұсақ түйіршікті құрылым алу шарты

3.Металл кесегінің құрылымы

4.Химиялық құрамның анықталуы

5.Құрылымының зерттелуі

6.Физикалық зерттеу әдісі

Кез- келген дене үш түрлі агрегаттық күйде болады: қатты, сұйық, газ тәрізді. Бір

күйден екінші күйге өтуі мумкін, егер жаңа жағдайдағы жаңа күй тұрақты болып келсе және

де энергияның аз қорына ие болса.

Сыртқы орта жағдайлардың өзгеруіне байланысты бос энергия, сұйық және кристалдық

күйлері үшін күрделі заңдылықпен өзгереді.Температураның өзгеруіне байланысты сұйық

және қатты күйлер үшін бос энергияның өзгеру сипаты 3.1 суретте көрсетілген.

Осы сызбаға сәйкес ТS- температурасынан жоғары дене сұйық күйде, ал ТS- нан төмен

қатты күйде болады.

ТS-қа сәйкес температурада сұйық және қатты фаза бірдей энергияға ие, металл екі

күйде де тепе-теңдікте болады, сондықтан екі фаза да бір мезгілде шексіз ұзақ журе алады.

ТS – тепе-теңдік немесе кристалданудың теориялық темперетурасы.

Кристалдану үрдісі басталуы үшін, үрдіс жүйеде термодинамикалық тиімді және

жүйенің бос энергиясының азаюымен қатар жүруі керек. Бұл сұйықтың ТS- тан төмен

температурада салқындауында кездесуі мүмкін. Кристалданудың басталу температурасы

кристалданудың нақты температурасы деп аталады.

Сұйықты кристалданудың тепе - теңдік температурасынан төмен температурада

салқындатуды аса салқындау деп атайды және аса салқындау дәрежесі (ΔТ) – мен

сипатталады;

ΔТ = Ттеор – Ткр.

Аса салқындау дәрежесі металдың табиғатына, оның қаншалықты ластанғандығынан

(металл неғұрлым таза болса, соғұрлым оның тоңазыту дәрежесі жоғары болады),

16

салқындату жылдамдығынан ( неғұрлым салқындатудың жылдамдығы жорғары болса



соғұрлым аса салқындау дәрежесі жоғары) байланысты.

Металдың сұйық күйден қатты күйге өтуін қарастырайық..

Барлық u1082 кристалл денелерді қыздыру барысында қатты күйден сұйық күйге өту шекарасы

анық көрінеді. Осындай шекара сұйық күйден қатты күйге өтуде де болады.

Кристалдану – бұл сұйық фазада кристалдық тор телімдерінің құрылу үрдісі және сол

құрылған орталықтардан кристалдардың өсіуін айтамыз.

Жүйе ең аз бос энергия мөлшерімен термодинамикалық тұрақтырақ күйге өткен кезде

ғана, кристалдану жүреді.

Металдың сұйық күйден кристалдық күйге өту үрдісін уақыт – температура

координатасында қисық арқылы кескіндеуге болады. Таза металдың салқындау қисығы 3.2

суретте көрсетілген.

Ттеор. – кристалданудың теориялық температурасы;

Ткр. – кристалданудың нақты температурасы;

Таза металдың кристалдану үрдісі:

1 нүктесіне дейін сұық күйдегі металл салқындайды, үрдіс температураның

бірқалыпты төмендеуімен бірге жүреді. 1 – 2 аймақтарда кристалдану үрдісі,

кристалданудың жасырын жылуы деп аталатын, жылудың бөлінуімен қатар жүреді. Ол

жылыдың кеңістікте таралуын қалпына келтіреді, сондықтан температура тұрақты болып

қалады. Кристалдану аяқталғаннан кейін 2 нүктесінде температура қайтадан төмендей

бастайды, металл қатты күйінде салқындайды.

Сүр. 3.2.Таза металдың салқындату қисығы

Металдардың кристалдану механизмі және заңдылықтары.

Сұйық металда температурасына сәйкес төмендеуі кезінде кристалдар құрыла

бастайды – кристалдану орталықтары немесе ұрықтары. Олардың өсуі үшін, металдың бос

энергиясы азаюы қажет, әйтпесе ұрықтар еріп кетеді.

Өсуге қабілетті ұрықтың ең аз мөлшері критикалық мөлшер, ал ұрықтар – тұрақты

деп аталады.

Сұйықтан кристалдық күйге өту, сұйық – кристалл бөлінуінің құрылуына, энергия

шығындалуын қажет етеді. Кристалдану үрдісі, қатты күйге өту, бөліну беттерінің

құрылуына жоғалған энергиядан ұтымды болғанда жүреді. Жүйе энергиясының қатты

фазадағы ұрық мөлшерінен тәуелділігі 3.3 суретте көрсетілген.

Критикалыққа сәйкес және үлкен мөлшерлерлі ұрықтар энергияның азаюымен қатар

өседі сондықтан олардың болуы мүмкіндігі жоғары.


4 Дәріс

Жалпы қорытпа теориясы.Қорытпалардың құрылысы, кристалдануы

және қасиеттері. Күй диаграммасы.

1.Қорытпа және оларды алу әдістері туралы түсінік.

2. Қорытпа теориясындағы негізгі ұғымдар.

3.Қорытпалардың құрылысы, кристалдануы және қасиеттерінің ерекшеліктері (механикалық

қоспалар, қатты ерітінділер, химиялық қосындылар)

4. Қатты ерітінді қорытпаларының жіктелуі

5. Қорытпалардың кристалдануы

6. Күй диаграммасы



Қорытпа және оларды алу әдістері туралы түсінік.

Қорытпа дегеніміз- екі немесе одан да көп элементтерді қорыту арқылы алынатын зат.

Қорытпаны дайындаудың басқа да тәсілдері бар: бірігу қасиеті, электролиз, возгонка (айдау).

Металдық элементтерден дайындалған қорытпа металдық қорытпа деп

аталады.Қорытпалар құрамы мен өңдеу әдісіне байланысты көптеген қасиеттерге ие болады.

22

Қорытпа теориясындағы негізгі ұғымдар.

Жүйе-бақылау және зерттеу үшін белгіленген денелер тобы. Металтануда металдар мен

металдық қорытпалар жүйе болып табылады. Таза металл жай бір компонентті жүйе, ал

қорытпа екі немесе одан да көп компоненттерден тұратын күрделі жүйе болып табылады.

Компоненттер-жүйені құрайтын заттар. Компоненттер ретінде таза заттар мен химиялық

қосындылар алынады.

Фаза- жүйенің біркелкі бөлігі.

Варианттылық (С-еркіндік дәреже саны)- жүйедегі фаза мөлшерін өзгеріссіз қалдырып,

өзгертуге болатын ішкі және сыртқы факторлардың санын айтамыз(температура,қысым,

конценрация).

Варианттылық С=1 болса, (моновариантты жүйе), фаза санын өзгертпей, факторлардың

бір түрін өзгертуге болады.

Варианттылық С=0 болса, (нонварианттық жүйе), фаза санын өзгертпей сыртқы

факторларды өзгертуге келмейді.

Компонент саны (К), фаза саны (Ф) және жүйенің варианттылығы (С) арасында

математикалық байланыс бар.Бұл фаза ережесі немесе Гиббс заңы

С=К-Ф+2


Түленулер тұрақты қысымда өтсе, айнымалы саны азаяды С=К-Ф+1

Мұнда:С-еркіндік дәрежесінің саны; К- компонент саны; Ф- фаза саны ;1- температураның

өзгеру мүмкіндігін есептейді.

Қорытпаның құрылысы, кристалдануы және қасиеттерінің ерекшеліктері

(механикалық қоспа, қатты ерітінді, химиялық қосынды)

Металдық қорытпаның құрылысы қорытпаны құрайтын компоненттердің қандай әрекетке

түсетініне тәуелді.Металдардың көбісі сұйық түрде бір-бірінде ериді.

Компоненттердің әрекеттесуына байланысты қорытпалар былай бөлінеді:

1) механикалық қоспа

2) химиялық қосынды

3) қатты ерітінді

Компоненттер қатты күйде бір-бірінде ерімесе және де химиялық реакцияға түспеген

жағдайда механикалық қоспа түзіледі.Қорытпа оған кіретін компоненттің кристалдарынан

тұрады(4.1.сур). Қорытпада компоненттердің кристалдық торы сақталады.

Сүр. 4.1. Механикалық қоспаның микроқұрылымыңың схемасы

Құрылысы мен қасиеттері әртүрлі элементтер арасында түзілетін қорытпа химиялық қоспа

деп аталады.

Осы қорытпалардың ерекшеліктері:

1.Құрамының тұрақтылығы, яғни қорытпа компоненттің белгілі бір қатынасында

түзіледі,химиялық қосынды An Bm деп белгіленеді.

2.Химиялық қосынды құрайтын, элемент торларынан ерекшеленетін, атомдары дұрыс

ретпен орналасатын спецификалық кристалдық тор түзіледі.

3. Өзіне тән қасиеттер айқын көрінеді.

4. Кристалданудағы температураның тұрақтылығы,таза компоненттер сияқты..

23

Сүр. 4.2.Химиялық қоспаның кристалдық торы



Қатты ерітінді қорытпасы дегеніміз- компоненттер арасындағы қатынас өзгере алатын

қатты фаза. Олар кристалдық заттар болып табылады.

Қатты ерітінді бірдей дәндерден тұрады.(4.3 сур)

Сүр.4.3. Қатты ерітіндінің микроқұрылымыңың схемасы



Қатты ерітінді қорытпасының жіктелуі

Қатты ерітінділер компоненттің еру дәрежесіне байланысты былай бөлінеді:

●Компоненттердің шексіз еруі

●Компоненттердің шектелген еруі

Шексіз еру кезінде еріткіш компоненттің кристалдық торы ерітілген компоненттің

концентрациясының көбеюіне байланысты ерітілген компоненттің кристалдық торына өтеді.

Шексіз еру ерітінді үшін болу керек:

1.Компоненттің кристалдық торының изоморфтылығы

2.Компоненттердің атомдар радиустарының жақындығы, олардың айырмашылығы 8-13%

артық болмауы керек

3.Атомдардың физико-химиялық қасиеттерінің ұқсастығы

Компоненттердің шектелген еруі кезінде еріген заттың концентрациясы шектелген.

Концентрациясы үлкею жағдайында біркелкі қатты ерітінді екі фазалық қоспа түзе отырып

ыдырайды.

Еріткіштердің кристалдық торында ерітілген заттардың таралуына байланысты қатты

ерітінділер былай бөлінеді:

●Орынбасу (замещения)

●Еңгізу (внедрения)

●Алу,азайту (вычитания)

Орынбасу ерітінділерінде еріткіштердің кристалдық тордағы атомның бір бөлігі ерітілген

элементтердің атомдарымен орын басылады.(4.4 а)

24

Сүр.4.4.Қатты ерітінділердің орынбасу (а), еңгізу (б) кристалдық торы



Орынбасу ерітінділерінің түзілуі кезінде тордың периоды еріткіш пен ерітілген эле-

менттің атом диаметрлерінің әртүрлігіне тәелді өзгереді.Егер ерітілген элемент атомы

еріткіш атомынан үлкен болса, элементарлы ұяшықтар үлкееді,ал кіші болса, тартынады.Тор

параметрлерінің кішіреюі оның қарапайымдылығына әкеледі.

Еңгізілген қатты ерітінділер еріткіштердің кристалдық торына ерітілген компоненттің

атомдарын енгізу арқылы түзіледі. (4.4. б)

Егер ерітілген элемент атомдарының мөлшері кішкентай болса, мұндай ерітіндінің түзілуі

мүмкін болады. Мұндай элементтерге Менделеев периодтық жүйесінің басындағы көміртегі,

сутегі, азот, бор жатады. Атомның мөлшері атомаралық орыннан үлкен болса, бұл тордың

бұзылуына әкеліп соқтырады. Мұндай ерітінділердің концентрациясы 2-2,5% аспайды.

Азайту (вычитания) қатты ерітінділері немесе ақаулары бар торлы ерітінділер химиялық

қоспаның негізінде түзіледі.



Қорытпаның кристалдануы

Қорытпаның кристалдануы таза металдың кристалдануының заңдылықтарына

сүйенеді.Міндетті шарт болып саналады жүйенің минимум бос энергиялы күйге өтуі.

Сұйықтық пен кристалданатын фазаның арасындағы диффузиондық үрдістің маңыздығы ең

үлкен айырмашылық болып табылады.

Қатты күйдегі қорытпаларда компоненттің қатты күйде ерігіштігі температура өзгеруімен

аллотропиялық түрленуімен, қатты ерітінділердің ыдырауымен түсіндірілетін қайта

кристалдану үрдісі жүреді.

Бұл түрленулерді қатты күйдегі фазалық түрлену деп аталады.

Қатты күйдегі қатты кристалдану кезінде кристалданудың центрлері пайда болады және

өседі.

Әдетте кристалдану центрлері көне фазалардың дәндерінің шекараларында және қоспалар



бар жерде (олар жаңа кристалдар центрлерін түзе алады) пайда болады. Біраз уақыт бойы

көне және жаңа фазалардың ортақ жазықтықтары болады. Тордың мұндай байланысы

когерентті байланыс деп аталады. Көне және жаңа фазалардың айырмашылығы болғанда,

түрлену аралық фазалардың түзілуімен өтеді.

Қорытпаның кристалдану үрдісі күй диаграммаларда зерттеледі.

Күй диаграммасы

Күй диаграммасы – бұл концентрация мен температура тәуелділігіндегі кез-келген

қорытпаның күйін сипаттайтын графикалық сурет (Сүр.4.5).

Күй диаграммасын құру термиялық талдау көмегімен жүзеге асырылады.

Қорытындысында бір топ салқындату қисықтарын алады, фазалық өзгеру

температураларда қыйлысу нуктелері мен температуралық кідірістерді байқауын мүмкіндік

береді.

Фазалық түрленуге сай келетін температуралар критикалық нүктелер деп



аталады.Кристалданудың басталуын сипаттайтын нүкте ликвидус, ал кристалданудың

аяқталуын солидус нүктесі деп аталады.

25

Салқындату қисықтары бойынша диаграмма құрылады, абцисса осіне -концентрация, ал



ордината осіне- температура.

Концентрация шкаласы В компоненттің құрамын көрсетеді. Ликвидус(1), солидус(2),

қатты күйдегі фазалық түрленуге (3,4) сай келетін сызықтар негізгі сызықтар болып

табылады. Күй диаграммасы бойынша фазалық түрленудің температурасын, фазалық

құрамның өзгеруін, шамамен қорытпа құрамын, өңдеу түрлерін анықтауға болады.

Сүр. 4.5. Күй диаграммасы



Бақылау сұрақтары:

1.Қорытпа дегеніміз не?

2.Қорытпалардың түрлері

3.Қорытпа теориясындағы негізгі ұғымдар қандай?

4.Күй диаграммасын сипаттаңыз

5.Кристалдану дегеніміз не?



Глоссарий

Күй диаграммасы – бұл концентрация мен температура тәуелділігіндегі кез-келген

қорытпаның күйін сипаттайтын графикалық сурет

Фазалық түрленуге сай келетін температуралар критикалық нүктелер деп аталады

Орынбасу ерітінділерінде еріткіштердің кристалдық тордағы атомның бір бөлігі ерітілген

элементтердің атомдарымен орын басылады

Еңгізілген қатты ерітінділер еріткіштердің кристалдық торына ерітілген компоненттің

атомдарын енгізу арқылы түзіледі.

Азайту (вычитания) қатты ерітінділері немесе ақаулары бар торлы ерітінділер химиялық

қоспаның негізінде түзіледі.

Құрылысы мен қасиеттері әртүрлі элементтер арасында түзілетін қорытпа химиялық қоспа

деп аталады.

Варианттылық (С-еркіндік дәреже саны)- жүйедегі фаза мөлшерін өзгеріссіз қалдырып,

өзгертуге болатын ішкі және сыртқы факторлардың санын айтамыз(температура,қысым,

конценрация).

Қорытпа дегеніміз- екі немесе одан да көп элементтерді қорыту арқылы алынатын зат.


5 Дәріс

Қосқұрамды қорытпа күйінің диаграммасы

1.Қорытпалардың қатты күйде компоненттердің шексіз еритін күй диаграммасы (шексіз

ериітін қатты күйдегі қорытпа)

2. Қатты күйде компоненттер ерімейтін қорытпалардың күй диаграммасы (механикалық

қоспа)

3.Қатты күйде компоненттердің шекті ерігішті қорытпалардың күй диаграммасы



26

4.Компоненттері химиялық қосылыс түзетін қорытпаның күй диаграммасы

5. Қатты күйде фазалық өзгеріске ұшырамайтын қорытпаның күй диаграммасы

6. Қорытпа қасиеті мен күй диаграмма түрінің байланысы



Қорытпалардың қатты күйде компоненттердің шексіз еритін күй

диаграммасы

Қорытпаның күй диаграммасы мен салқындау қисығы 5.1 суретте көрсетілген.

Сүр.5.1. Қорыпалардың қатты күйдегі компоненттіңің шексіз ериітін күй диаграммасы (а);

салқындау қисығы (б)

Ең бірінші термиялық қисықтар алынады. Алынған нүктелерді диаграммаға түсіреміз.

Қорытпаның кристалдануының бастапқы және u1089 соңғы нүктелерін қосып, күй диаграммасын

аламыз.

Алынған диаграммаға талдау жасайық:



1.Компонент саны К = 2 ( А және В компоненттері)

2.Фаза саны ƒ = 2 ( сұйық фаза L, қатты ерітінді кристалдары α)

3.Диаграмманың негізгі сызықтары:

• асв- ликвидус сызығы, бұл сызықтан жоғары орналасқан қорытпалар сұйық күйде

болады.

•аdв- солидус сызығы, бұл сызықтан төмен, орналасқан қорытпалар қатты күйде болады.



4.Жүйенің мінездемелік қорытпалары:

А және В таза компоненттері тұрақты температурада кристалданады, В компонентінің

салқындау қисығы 5.1.(б)суретте көрсетілген.

1-ші қорытпаның криталдануы: 1- нүктеге дейін қорытпа сұйық күйінде салқындайды. 1

нүктеге сәйкес температурада α қатты ерітіндісінің кристалдану ортасы пайда болады,

салқындау қисығында сызықтың майысқандығын көруге болады (критикалық нүкте) ,ол

кристалдануда жасырын жылудың бөлінуінен салқындау жылдамдығының төмендеуімен

түсіндіріледі. 1-2 учаскіде төменгі температурада кристалдану жүреді, қомпонентті жүйедегі

фаза ереже бойынша екі фазалы жүйеде (сұйық және қатты ерітінді кристалл α), (с = 2-

2+1=1) с =1 бірге тең болады. 2-нүктеге сәйкес температуралы алсақ, одан әрі қорытпа қатты

күйге қалады, температураны төмендеткен сайн қорытпа қатты күйде салқындайды, және

оның құрамы қатты ерітіндісінің (α) біркелкі кристалынан құралады.

Қорытпаның микроқұрылымының сұлбасы 5.2-суретте көрсетілген.

27

5.Қорытпаның құрылысты-фазалық анализі



Күй диаграммасын пайдалану арқылы кез-келген қорытпаға, кез-келген температурада

фаза санын тауып қана қоймай, оның құрамы мен сандық ара қатынасын табуға болады. Ол

үшін "кесінді ережесін" қолданылады. Қорытпаның құрылысты фазалық анализін жасау үшін

белгіленген нүктеден бастап канодаға көлбеуді жақын орналасқан сызыққа (ликвидус,

солидус, компонент осі) жүргізеді.

а) m- нүктедегі фаза құрамын анықтау:

Оны анықтау үшін m нүктесі арқылы жақын орналасқан сызыққа (ликвидус, солидус)

көлбеу жүргізіледі.

Сұйық фазаның құрамы көлбеудің қиылысу нүктесі проекциясының ликвидус сызығымен

Ι қорытпаның кристалдану үрдісі:

1 нүктеге дейін қорытпа сұйық күйде салқындайды. 1нүктеге сәйкес температурада, α

қатты ерітіндісінің кристалдану орталығы пайда бола бастайды. 1-2 учаскіде төменгі

температурада кристалдану жүреді. 2 нүктеге сәйкес температурада қорытпа қатаяды, одан

кейінгі температураны төмендеткенде қорытпа қатты күйде салқындайды, ол α ерітіндісінің

біртекті кристалынан тұрады. 3 нүктеге сәйкес температурада α қатты температурасы

қанықан В компонентіне айналады. Одан да төменгі температурада екінші компоненттің

ерігіштігі төмендейді, сондықтан α- ерітіндісімен βΙΙ түріндегі артық кристалл бөлініп

шығады. 3 нүктеден кейн қорытпа екі фазадан: α ерітіндісінің кристалы және βΙΙ қатты

ерітіндісінің екінші реттік кристалы.



Қорытпа қасиеті мен күй диаграмма түрінің байланысы

Диаграмма түрі мен қорытпа қасиеті қандай қосылыс және қандай фаза түзетініне

байланысты болғандықтан олардың арасында белгілі бір тәуелділік болу керек. Бұл

тәуелділік Курнаковпен орнатылған, 5.8-сурет.

32

Сүр. 5.8. Қорытпа қасиеті мен күй диаграмма түрінің байланысы



а) Механикалық қоспа түзелгенде қасиеттері сызықтық заңдылықпен өзгереді. Қорытпа

қасиеттері мінездемесінің мәні таза компонент мінездемелерінің интервалы аралығында

болады.

б) Шексіз ерігіш қатты ерітінді түзелгенде қорытпаның қасиеттері қисық сызық бойынша



өзгереді, сонымен қатар, электркедергілігі сияқты қасиеттері компонент қасиеттерінен

өзгеше болуы мүмкін.

в) Шектеулі ерігіштікті қатты ерітінді түзелсе, концентрация интервалында қорытпа

қасиеттері, бір фазалы қатты ерітіндіге сәйкес қисық сызық бойынша, ал екі фазалы аймақта

– сызықтық заңдылықпен өзгереді. Түзеудің бойындағы шеткі нүктелері, осы қоспаны

құрайтын аса қаныққан таза фазаның қасиеттері болып табылады.

г) Химиялық қосылыстар түзелгенде химиялық қосылыстар концентрациясы қисықтың

максимумы болып табылады. Химиялық қосылыстың иілу нүктесі сингулярлы нүкте деп

аталады.

Бақылау сұрақтары:

1.Қорыпалардың қатты күйдегі компоненттің шексіз ериітін күй диаграммасын талдаңыз

2.Қандай қоспа түзілгенде қоспа қасиеттері сызықтық заңдылықпен өзгереді?

3.Қандай ерітінді түзелгенде қорытпаның қасиеттері қисық сызық бойынша өзгереді?

4. Қатты күйде фазалық өзгеріске ұшырайтын қорытпаның күй диаграммасының

компоненттің қатты күйіндегі қорытпа ерігіштігінің шектеулігі көрсететін диаграммадан

айырмашылығы

5.Сингулярлы нүкте дегеніміз не?



Глоссарий

Эвтектика - әртекті кристалдың ұсақ дисперсті, механикалық қоспасы, тұрақты және

жүйедегі ең төменгі температурада кристалданады.

Күрделі күй диаграммасы, бірнеше қарапайым диаграммадан құралған

Химиялық қосылыстар түзелгенде химиялық қосылыстар концентрациясы қисықтың

максимумы болып табылады. Химиялық қосылыстың иілу нүктесі сингулярлы нүкте деп

аталады.
6 Дәріс

Жүктеу, кернеу (күштеу) және деформация. Механикалық қасиеттері.

1.Металдардың деформациясының физикалық табиғаты.

2.Пластикалық деформацияның табиғаты.

3.Пластикалық деформацияның дислокациялық механизмі.

4.Металдардың бүлінуі.

5.Сандық сипаттамаларын анықтау әдістері және механикалық қасиеттері.



Металдардың деформациясының физикалық табиғаты.

Деформация-дегеніміз кернеу әсерінен дененің өлшемі мен формасының өзгеріске

ұшырауы.


Кернеу- бөлшектің бір бірлік қима ауданына әсер ететін күш. Кернеу және одан пайда

болған деформациялар созылудың, қысудың ішкі күштерінің дене бойымен қозғалуынан

және сондай-ақ фазалық(құрылымдық) өзгерістердің нәтижесінде және т.б. металдарда

болып жатқан физико-техникалық процестердің және көлемнің өзгерісіне байланысты болуы

мүмкін.

Кернеулі жағдайдағы кез-келген металл, күштеудің кез-келген түрінде әрқашан



нормальды және жанама кернеулерді сыналады.

Сүр.6.1. Металды күштегенде нормальды және жанама кернеулердің пайда болған схемасы

Нормальды және жанама кернеулердің өсуі әртүрлі жағдайларға алып келуі мүмкін.

Нормальды кернеудің өсуі әлсіз бұзылуға алып келеді. Ал жанама кернеу пластикалық

деформацияны тудырады.Кернеудің әсерінен болған металдың деформациясы серпімді және

пластикалық болуы мүмкін.Серпімді деформация - деп одан туындайтын кернеулерді алып

тастағанда толығымен жоғалып кететін деформацияны айтады.Серпімді деформациялану

кезінде металдың кристалдық тордағы атомдар арасындағы арақашықтығы өзгереді.

Жүкті алып тастау атомаралық қашықтықтың өзгерісі тудыруын, атомдардың алғашқы

қалпына қайта келуін және деформацияның жоғалу себептерін жояды.

Деформация диаграммасында серпімді деформация OА сызығымен сипатталады.

34

Сүр.6.2.Әсер етуші кернеулердің σ металл деформациясына ε тәуелділік диаграммасы.



Егер нормальды кернеу атомаралық байланыс күштер сипаттамаларымен u1073 бағытталса,

онда үзу жолымен әлсіз бұзылу байқалады.

Серпімді кернеу әсерінен болатын серпімді деформация және әлсіз бұзылу сұл

Сүр.6.3.Серпимді кернеу арқасында жүретін серпімді деформацияның және әлсіз

бұзылудың схемасы : а) кернеусіз метал торы; б)серпимді деформация;

в,г) әлсіз бұзылудың үзіліу арқылы



σ=Е δ , Е-серпімділік модулі

Серпімділік модулі металдың серпімділік қасиеттерінің негізгі сипаттамасы болып

табылады. Серпімділік модулі физикалық тұрғыдан қатты денедегі атомаралық

байланыстардың σ=Е δ , мында: Е серпимді модулі

Серпимді модулі беріктік өлшемінің мәні болып қарастырылады. Бұл механикалық

сипаттамасы құрылымы жағынан мәнсіз, дәлірек айтқанда термиялық өңдеу немесе құрылым

өзгеруінің басқа да түрлері серпімділік модулін өзгертпейді, ал атомаралық қашықтықты

өзгертетін температураның жоғарылауы серпімділік модулін төмендетеді.



Пластикалық немесе қалдықты деформация - дегеніміз кернеу тудыратын

әрекеттер тоқтағаннан кейінгі деформация. Пластикалық деформация кезінде кернеудің бір

бөлігі екіншісіне қатысты жанама кернеудің әсерінен орын ауыстырады. Жүкті алған кезде

жылжу сақталады, яғни пластикалық деформация өтеді(6.4-сурет). Пластикалық деформация

нәтижесінде жылжу аркылы тұткырлыкты бұзылу байкалуы мүмкін.

35

Сүр.6.4.Жанама кернеу әсерінен тұткырлыкты бұзылу және пластикалық



деформация сұлбасы.



1   2   3   4   5   6   7


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет