Металдар мен қорытпалардың кристалдануы. Пластикалық деформация және материалдардың механикалық қасиеттері

Жоспар (талқыланатын сұрақтардың тізімі)
1. Балқу және кристалдану үрдістері. Металл құймаларының құрылуы. Түйіршік шамасы,
кристалдар пішіндері. Модификациялау үрдістері.
2. Кернеу мен деформация. Серпімді және пластикалық деформация.
3. Металдардың теориялық және тәжірибелік беріктігі. Деформациялық беріктендіру.
Металдардың қирауы.
4. Материалдардың механикалық қасиеттері. Механикалық сынау әдістері. Әрбір сұраққа қысқаша мағлұмат (анықтама, түсіндірме және де әр қарай) Кристалдану үрдісі. Металдың кристалдану үрдісі алғашқы және қайыра кристалдану болып бөлінеді. Металдың сұйық немесе бу күйінен тор түзе отырып, кристалдық қатты күйге өтуін алғашқы кристалдану деп атайды. Қатты күйдегі металдың жаңа кристалдық құрылым түзуін қайыра кристалдану деп атайды. Полиморфтік түрленіс қайыра кристалдану үрдісіне
мысал бола алады. Полиморфтік түрленіс температурасында металдың бір торы екіншіге ауысқанда кристалдың жаңа түрі құрылады.
Кристалдану үрдісі екі сатыдан тұрады:
1) өскіннің пайда болуы;
2) өскіннен кристалдың өсуі.
Кристалдану үрдісі өскін өздігінен пайда болса өздігінен кристалдану, ал өскіннің кристалданудың дайын орталықтарында өсуі өздігінен болмайтын кристалдануға жатады. Кристалдану үрдісі металдың тұрақты күйге, Гиббс энергиясы аз күйіне өтуімен сипатталады
G = H – ST,
мұндағы G – Гиббс бос энергиясы; H – энтальпия; S – энтропия; T – абсолюттік температура.
Түйіршік өлшемі металдың механикалық қасиетіне әсер етеді. Ұсақ түйіршікті металдың механикалық қасиеттері, әсіресе соққы тұтқырлығы, пластикалығы жоғары. Түйіршік өлшеміне суыну дәрежесімен қатар металл температурасы, химиялық құрамы
және басқа қоспа, кірінділер әсер етеді. Қорытпаның кристалдану үрдісінде кристалданудың дайын орталықтары болып табалытын қалыптың қабырғасы, металл емес кірінділер (оксид, карбид, нитрид және т.б.) және т.б. әсер етеді. Бұлар өскіннің құрылу жұмысын азайтып, оның өлшемін кішірейтеді. Кристалдану үрдісі металдың өздігінен кристалдануына қарағанда жүйенің суыну дәрежесінің
аз мәнінде орын алады. Ұсақ түйіршікті құрылым түзу мақсатымен сұйық металға арнайы қоспа (модификатор) қосуды модификациялау деп атайды. Модификатор ретінде беттік активті және қиын балқитын элементтер (қорытпалар) қолданылады. Мысалы, шойынға модификатор ретінде ферросилиций, силикокальций, Al, Mg және
т.б. қосады; болатқа – Al, Ті, V және т.б.; алюминий қорытпасына – Ті, V, Zz, Lі, Nа және т.б. Металл деформациясы. Деформация дегеніміз сыртқы күш әсерінен дененің пішіні мен өлшемінің өзгеруі. Егер дененің F ауданына түсірілген Р күш перпендикуляр болып келмесе,
онда денеде қалыпты кернеу  және жанама кернеу  пайда болады. Денеге әсер ететін күш шамасына байланысты деформация екіге бөлінеді:
1) серпімді; 2) пластикалық (қалдық).