Кіріспе

Портевин-Ле-Шателье (PLC) эффектісі кернеу-деформация қисығының тісті сипатын немесе кейбір материалдардың пластикалық деформация кезінде, әсіресе біртекті емес деформацияда байқалатын ұшты ағысын сипаттайды. Бұл эффект ұзақ жылдар бойы динамикалық қартаюмен немесе дислокацияларды тоқтатып тұратын диффузиялық ерітінділер мен дислокациялардың осы тоқтаудан босауы арасындағы бәсекелестікпен байланысты. PLC эффектісінің пайда болуы деформация жылдамдығының сезімталдығы теріс мәнге ие болғанда және біртекті емес деформация басталғанда орын алады.

Тарих

Эффект Альберт Портевин мен Франсуа Ле Шателье есімімен аталған, бірақ оны алғаш рет олар ашқан жоқ. Феликс Саварт мыс жолақтарын сынақтан өткізген кезде біртекті емес деформацияны байқағанда осы құбылысты тапты. Ол қазір Портевин-Ле-Шателье жолақтары деп аталатын үлгілердегі физикалық тілімдерді тіркеп алды. Саварттың шәкірті Антуан Массон жүктеме жылдамдығын бақылап, экспериментті қайталады. Массон тұрақты жүктеме жылдамдығында үлгілердің кенеттен үлкен созылу өзгерістерін (бірнеше миллиметрге дейін) байқады.

Физиканың негізі

Портевин Ле Шателье эффектісінің физикасының көп бөлігі еріген заттардың тартылуының нақты бір жағдайында жатыр. Таза кристалға еріген атомдарды қосу жүйеге өлшемге қатысты сәйкессіздік енгізеді. Бұл өлшемді сәйкессіздік дислокациялардың қозғалысын шектеуге әкеледі. Төмен температурада еріген заттардың атомдары кристалдық торда жылмайды, бірақ жоғары температурада еріген атомдар жылдамдап, дислокациялармен күрделірек әрекеттеседі. Еріген атомдар жылдам болғанда және дислокация жылдамдығы тым жоғары болмағанда, еріген атомдар мен дислокация бірге қозғалады, онда еріген атом дислокацияның қозғалысын баяулатады. Портевин Ле Шателье эффектісі еріген заттардың дислокацияға тартылуы және сынамаға материалға тәуелді диапазонда кернеу түсірілген кезде пайда болады. Түсірілген кернеу дислокациялардың жылдамдығын арттырады, бұл дислокацияға еріген атомнан қашықтауға мүмкіндік береді. Бұл процесс көбінесе "бөліну" деп аталады. Дислокация еріген атомнан қашықтанғаннан кейін, оған түсетін кернеу азаяды, бұл оның жылдамдығын төмендетеді. Бұл еріген атомдарға дислокациямен "жете алуға" мүмкіндік береді. Еріген атом жетіп алғаннан кейін, дислокациядағы кернеу күрт өседі, нәтижесінде процесс қайталанады. Жауын-шашынның болуы кернеу-деформация қисығындағы тістеулердің пайда болуы мен жоғалуына әсер ететіні көрсетілген.

Дәннің мөлшері

Материалдың құрылымы да ПЛК әсерін сипаттайтын сыртқы түріне және параметрлеріне әсер етеді. Мысалы, кернеудің төмендеу мөлшері дән өлшемі кішкентай болғанда үлкенірек болады. Критикалық деформация көбінесе дән өлшемі үлкендегенде артады, бұл дислокация тығыздығының дән өлшеміне тәуелділігімен байланысты. Бірақ кейбір зерттеулер дән өлшемінің жолақтың жылдамдығына немесе жолақтың еніне ешқандай әсер етпейтінін көрсетеді.

Қылқаламдық сипаттама

Деформация жылдамдығына сезімталдық және сындық деформация сияқты қасиеттер ПЛК әсерінің басталуын көрсетеді, бірақ адамдар осы тізімдемелердің өзін сипаттау жүйесін жасады. Бұл түрлері көбінесе деформация жылдамдығына, температураға және дән өлшеміне байланысты. A, B және C типтері әдебиетте ең көп кездесетіндіктен, тек олар туралы ғана айтылатын болады.

А типті жолақтар

А типті жолақтар көбінесе жоғары деформация жылдамдығында және төмен температурада кездеседі. Олар әдетте кішкентай кернеудің төмендеуімен үздіксіз тарағандығы сипатталады.

PLC әсерінен туындаған мәселелер

PLC әсері күшейту механизмімен байланысты болғандықтан, болаттың беріктігі артуы мүмкін; бірақ PLC әсеріне ұшыраған материалдың пластикалық деформациясы мен созылғыштығы күрт төмендейді. PLC әсері болатта көк сынғыштық тудыратыны мәлім; сондай-ақ, созылғыштықтың жоғалтылуы деформация кезінде беткейдің өрескелдеуіне себеп болуы мүмкін (Al Mg қорытпалары осыған ерекше сезімтал), бұл оларды автомобиль корпусын жасауға немесе құюға қолдануға жарамсыз етеді.