Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 63 стр.

ния современной физики, тем открытий становилось больше и тем они были
значительней.
        Общеизвестно, что закалка улучшает прочностные характеристики
стали, металл становится более упругим, детали из него более жизнеспособ-
ными.
        Основным путем увеличения прочности стали, как правило, было од-
но легирование. Поэтому обычная машиноподелочная сталь выдерживает на-
грузку до 60-80 кг/мм2, а так называемые специальные сплавы выдерживают
чуть ли не вдвое больше. А почему? Ведь, в сущности говоря, прочность ме-
талла на разрыв по идее определяется силой межатомного притяжения. В
кристаллической решетке металла атомы находятся в строго определенном
порядке и прочность решетки (а, следовательно, и металла) определяется си-
лой межатомных связей. Очевидно, что они огромны.
        Действительно, советский ученый Я.И. Френкель ещё более 30 лет
назад подсчитал, что в этом случае прочность чистого железа на разрыв
должна была составить 10000 кг/мм2. А вот инженеры с полным основанием
утверждают, что чистое железо выдерживает лишь 20 кг/мм2 и поэтому ника-
кого интереса для техники не представляет. Впрочем, Я.И. Френкель, сопос-
тавив 10000 и 20, выдвинул гипотезу о дефектах в кристаллической решетке,
о так называемых вакансиях и дислокациях.
        В любом школьном кабинете физике есть модели кристаллических
решеток с разноцветными атомами-шариками на переплетении прутьев. Вы-
тащим несколько атомов-шариков; на их месте будут торчать голые концы
прутьев, символизирующих межатомные связи. Итак, на месте атома оказа-
лась пустота, названная вакансией. Если бы решетка оказалась без вакансии,
то, безусловно, металл был бы необычно прочен. Но раз решетка «дырявая»,
то не напоминает ли она неустойчивостью, скажем, стул с отломанной нож-
кой? Становится понятным, почему реальная прочность не соответствует
расчетной. Но раз сама решетка оказывается неустойчивой, то целые ряды
атомов начинают перемещаться по объемам кристаллической решетки. Вот
эти перемещающиеся ряды и называются дислокациями.
        Эти теоретические соображения приводят к практическим выводам,
люди ищут способы упрочнения. Прежде всего это наклёп – операция, из-
вестная давно. Приповерхностный слой обстреливают дробью, оббивают мо-
лотком, давят на прессах и т.д. Зачем?
        Дело в том, что если одна дислокация «наедет» на другую, то они,
столкнувшись, как бы заклинятся, потеряют возможность двигаться и, кроме
того, забаррикадируют дорогу другим дислокациям. Следовательно, чем
больше таких своеобразных баррикад образуется в решетке, тем прочнее ста-
новится металл – ведь баррикады своеобразно связывают дислокации между
собой, «штопают» пустоты решетки. И всё это благодаря наклёпу, искажаю-
щему кристаллическую решетку.
        Но, естественно, возникает вопрос. Раз наклёп дает такие хорошие ре-
зультаты – упрочнение чуть ли не вдвое по сравнению с первоначальным, то
не следует ли как можно сильнее «надавить» на металл для того, чтобы полу-
                                     63