Механизмы упрочнения. 
Сопротивление материалов с использованием вычислительных комплексов

Упрочнение оценивается по величине напряжения, необходимого для движения дислокаций и роста деформации.

Деформационное упрочнение. Вокруг дислокаций возникают поля напряжений. При сближении дислокаций взаимодействие их полей напряжений ведет к росту силы отталкивания между дислокациями, торможению их движения и образованию скоплений дислокаций, которые подавляют источники Франка—Рида. Тем самым растет сила сопротивления деформации, т. е. происходит деформационное упрочнение. Деформационное упрочнение затухает в процессе деформации. Это объясняется тем, что плотность дислокаций не поднимается выше 10¹²см .

Упрочнение за счет уменьшения размеров зерен. Границы зерен, имеющих различную кристаллографическую ориентировку, являются непреодолимым препятствием для дислокаций. Дислокации, испускаемые источником, тормозятся у границы зерна, образуя плоские скопления, которые давят на границу с силой, пропорциональной числу дислокаций. Это давление передается через границу и заставляет работать новый источник Франка—Рида.

Такой механизм резко повышает напряжение, необходимое для пластической деформации. Чем меньше размеры зерен, тем больше непреодолимых препятствий для движения дислокаций, тем больше сопротивление пластической деформации.

Упрочнение легированием твердых растворов. Легирующие элементы и случайные примеси упрочняют сплавы благодаря неоднородным упругим деформациям (искажениям) кристаллической решетки, возникающим вследствие внедрения лишних атомов в решетку или разности размеров атомов основной решетки и атомов примесей в растворах замещения. Напряжения, вызванные этими деформациями, тормозят движение дислокаций.

Упрочнение за счет выделения дисперсных частиц при старении.

Пересыщенные твердые растворы при определенных температурных условиях распадаются с образованием дисперсных частиц. Этот распад может стимулироваться пластической деформацией. Если дислокация встречает на своем пути дисперсные выделения (рис. 16.7), действующая на нее сила т протаскивает дислокацию между включениями. Линия дислокации выгибается В петли И УХОДИТ дальше, оставляя Рис. 16.7. Протаскивание диена каждом включении дислокационное локации через строй дисперскольцо. ных частиц Если через строй дисперсных включений проходит не одна, а много дислокаций, то каждая из них оставляет у каждой частицы кольца, которые, накапливаясь, создают сильное поле напряжений, тормозящее движение дислокаций.

Все описанные механизмы упрочнения повышают сопротивление металлов пластическим деформациям, а не сопротивление разрушению.