1.2. Особливості пластичної деформації полікристалічних тіл.

Метали, що мають кубічну кристалічну решітку, володіють високою пластичністю, оскільки ковзання в них відбувається в багатьох напрямах. Метали з гексагональною щільноупакованою П структурою менш пластичні і тому важче чим метали з кубічною структурою, піддаються прокатці, штампуванню і іншим способам деформації. Процес ковзання не слідує, проте, представляти як одночасне пересування однієї частини кристала відносно іншої. Такий жорсткий, або синхронний, зрушення (див. малюнок вищий) зажадало б напруги, в сотні або навіть тисячі разів тих, що перевищують ті, при яких насправді протікає процес деформації.

Ковзання здійснюється в результаті переміщення в кристалі дислокацій. Переміщення дислокації в плоскості ковзання через весь кристал приводить до зрушення відповідної частини кристала на одну міжплощинну відстань, при цьому на поверхні кристала утворюється сходинка. Зазвичай в одному місці виходить на поверхню кристала група дислокацій (~ 10...100). Великі деформації можливі лише унаслідок того, що рух цих дислокацій викликає поява або розмноження великого кількості нових дислокацій в процесі пластичної деформації. Дислокації, рухомі в деформованому металі, породжують велику кількість дислокованих атомів і вакансій.

Двоїкування. Пластична деформація деяких металів, що мають щільноупаковані грати, окрім ковзання може здійснюватися двійникуванням, яке зводиться до переорієнтації частини кристала в положення, симетричне по відношенню до першої частини, відносно плоскості, званою плоскістю двійникування (див. малюнок вищий, д). Двойіїкування, подібно до ковзання, супроводиться проходженням дислокації крізь кристал. Пластична деформація полікристалічного металу протікає аналогічно деформації монокристала – шляхом ковзання або двоїкування. Формозміною металу при обробці тиском відбувається в результаті пластичної деформації кожного зерна. При цьому слід мати на увазі, що зерна зорієнтовані неоднаково, і тому пластична деформація не може протікати одночасно і однаково у всьому об'ємі полікристала.

Спочатку під мікроскопом на заздалегідь заготовлених і деформованих зразках можна спостерігати сліди ковзання у вигляді прямих ліній, ці лінії однаково зорієнтовані в межах окремих зерен. При великій деформації в результаті процесів ковзання зерна міняють свою форму. До деформації зерно мало округлу форму (малюнок нижчий, а), після деформації в результаті зсуву по плоскості ковзання зерна витягуються у напрямі сил Р, що діють, утворюючи волокнисту або шарувату структуру (малюнок нижчий, би). Одночасно із зміною форми зерна усередині нього відбувається дроблення блоків і збільшення кута розорієнтовані між ними. Рентгеноструктурний аналіз показує, що після деформації окремі зерна і блоки пружно напружені (внутрішня напруга II роду), а кристалічна решітка по кордонах зерен, блоків і поблизу плоскості ковзання спотворена (внутрішня напруга III роду).

Текстура деформації. При великій мірі деформації виникає переважне кристалографічне орієнтування зерен. Закономірне орієнтування кристалітів відносно зовнішніх деформаційних сил отримало назву текстури.

Рис. 1. 3.1. Зміна форми зерна в результаті ковзання

(пунктир - кордон деформованого зерна):

а – схема і мікроструктура металу до деформації;

б – схема і мікроструктура металу після деформації;

Чим більше міра деформації, тим більша частина кристалічних зерен отримує переважне орієнтування. Характер текстури залежить від природи металу і вигляду деформації (плющення, волочіння і так далі). Кристалографічну текстуру не слід ототожнювати з волокнистою структурою. Волокнистість інколи може і не супроводитися текстурою, оскільки вона визначається наявністю домішок. Утворення текстури сприяє появі анізотропії механічних і фізичних властивостей.