Изменяя форму, повышаем качество

Когда к металлическому телу прикладывают нагрузку, происходят деформация каждого зёрна и перемещение (поворот) зерен относительно друг друга. Таким образом, наблюдается внутризеренная и межзеренная деформация, причем первый вид деформации — основной. Вблизи границ зерен деформация затруднена, то есть пограничный слой более прочен, чем основное тело зерна. Это вызывается тем, что в слоях, примыкающих к границе, кристаллическая решетка искажена, в ней содержится большое число дислокаций. С ростом прикладываемой нагрузки увеличивается деформация зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла и образуют волокнистую структуру. Столь существенные изменения структуры неизбежно приводят к изменению механических и физических свойств металла: он становится более твердым и хрупким, возрастают его электрическое сопротивление, магнитная проницаемость, изменяются теплопроводность и другие свойства.

Изменение структуры и свойств металла в результате пластической деформации называют наклепом или упрочнением. Явление наклепа можно объяснить с помощью дислокационной теории. Упрочнение вызывается тем, что продвижение дислокаций по кристаллу затрудняется из-за застревания их у препятствий и образования «заторов» — скоплений дислокаций. Препятствиями служат границы зерен, протяженность которых увеличивается с ростом деформации, в результате чего возникает больше мест скопления дислокаций. Движение дислокаций облегчает деформацию металла, делает его более податливым. Если же движение дислокаций затруднено, то труднее осуществить и деформацию, значит металл становится прочнее. Основываясь на дислокационной теории, можно определить пути создания металлов с повышенной прочностью. Пути1 эти совершенно противоположны друг другу. Первый заключается в получении металла с почти идеальной (с минимумом дефектов) кристаллической решеткой. Достигается это путем кристаллизации металла в особых условиях, в результате «выращивают» нитевидные кристаллы — «усы». Их диаметр составляет всего несколько микрометров. Прочность «усов» железа на разрыв в 50 раз выше, чем у обычного железа.

Второй путь получения высокопрочных металлов — создание в них большого количества дислокаций и других дефектов кристаллического стрбения. Эти дефекты, затрудняя движение дислокаций, приводят к упрочнению металла. На практике этот эффект достигают добавлением в металл других элементов, атомы которых внедряются в кристаллическую решетку основного металла, искажают ее и поэтому создают препятствия для перемещения дислокаций. Применяют также пластическое деформирование металла, в результате которого возникает большое количество дислокаций. Такое упрочнение называют деформационным, проявляется оно, например, в том, что согнуть металлическую проволоку или пластину легче, чем затем разогнуть.

Дополнительная информация: в целях рационального обогрева помещения, водопроводных труб или просто подогрева открытых площадок с целью снижения обледенения, часто используют продукцию компании Эксон. Высококачественный теплый пол эксон является надежным, долговечным, энергоэкономным и безопасным, что позволяет использовать его как в бытовых, так и в жилых помещениях, а также в детских комнатах.