Схематическое изображение сдвига,происходящего путем скольжения целой плоскости атомовбез помощи дислокационных механизмов.

Существуют такие взаимные расположенияслоев, при которых они лежат наиболее близко друг к другу. Чтобы вывестиих из такого положения, необходимо немного оттянуть слой от слоя. Такомудвижению сопротивляются растягиваемые связи: шарики-атомы против того,чтобы покинуть комфортабельные ямки минимальной энергии.

Рис. 27. Схематическое изображение сдвига,происходящего путем скольжения целой плоскости атомовбез помощи дислокационных механизмов.

На рис. 27 изображена двумерная модель — два параллельных ряда монет,лежащих на столе. Ясно, что последнее сопротивление сдвигу исчезает в момент,когда атомы- монеты балансируют на вершинах друг у друга; такое положениесоздается в момент, когда слой оказывается сдвинутым относительно другогослоя на угол 30°. Пройдя эту точку, атомы будут сваливаться в положениеравновесия на дне следующей ямы, и сдвиг на одно межатомное расстояниебудет завершен. Сопротивление сдвигу началось с нуля, возросло до некоторогомаксимума, затем снова упало до нуля, когда атомы оказались на вершинах.Сопротивление будет максимальным примерно на полпути к вершине, в нашемслучае это соответствует углу сдвига около 15°. Трехмерный случай будетнемного более сложным, для него максимум наступает при 10°. Для кристаллов,которые состоят из атомов различных размеров, этот угол может быть ещеменьше.

Очень грубые вычисления, основанные на этой модели, дают величину теоретическойпрочности на сдвиг порядка 10% от модуля упругости Е. (Более сложныйрасчет, проведенный А. Келли, дает 5–10% от Е.) Впрочем, не слишком большаяточность этих чисел особого значения не имеет: при обычных испытаниях реальныхматериалов мы достигаем их весьма редко. Теоретическое значение прочности на сдвиг для железасоставляет около 1200 кг/мм, но практически кристалл очень чистого железасдвигается при напряжениях, лежащих между 1,5 и 8,0 кг/мм, для рядовыхсталей прочность на сдвиг составляет 15–25 кг/мм, для самых прочных сталей -около 150 кг/мм.

Очень мягкие металлы, например чистые золото, серебро, свинец, можно испытыватьна сдвиг руками. После сильного наклепа сопротивление сдвигу несколькоповышается, но оно никогда не приближается к теоретической величине.

Комментарии закрыты.