М а т е р и а л ы X В с е р о с с и й с к о й н а у ч н о - п р а к т и ч е с к о й к о н ф е р е н ц и и
165
Возрастание интенсивности колебаний приводит к перераспределению
в дислокационной структуре и интенсификации диффузионных процессов во
всем объеме изделия. Вместе с тем, в работах [6, 7], посвященных изучению
тонкой структуры металлов и ионных кристаллов после воздействия
ультразвука, отмечалось увеличение плотности дислокаций с ростом ампли-
туды знакопеременных напряжений до некоторого порогового значения, при-
мерно равного пределу текучести обрабатываемого материала. При этом
обнаружено, что плотность дислокаций с продолжительностью воздействия
сначала возрастает, а через некоторое время достигает насыщения.
Процесс пластического деформирования характеризуется искажением
кристаллической решетки с интенсивным зарождением, движением и
закреплением дислокаций [7]. При этом число дислокаций в
деформированном поверхностном слое увеличивается на несколько
порядков.
Закрепление
дислокаций
происходит
по
границам
разъориентированных фрагментов и блоков, образующихся в результате
раздробления кристаллов, которые препятствуют сдвиговой деформации.
Сопротивление прохождению дислокаций является основной причиной
упрочнения поверхностного слоя при ППД. Увеличение плотности
дислокаций, наряду с фазовыми превращениями и неравномерностью
нагрева очага деформации, приводит к увеличению удельного объема
деформированного металла. Сопротивление лежащих ниже упруго
деформированных слоев является причиной формирования в поверхностном
пластически деформированном слое напряжений сжатия, которые
уравновешиваются
расположенными
под
поверхностным
слоем
растягивающими напряжениями. При этом на формирование, величину и
распределение остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя
оказывает влияние как деформация, так и тепловые процессы и фазовые
превращения в материале [8]. Образование и накопление несовершенств
кристаллической решетки происходит до исчерпания способности материала
к дальнейшей деформации, после чего наступает разрушение поверхности с
формированием растягивающих напряжений.
Однако отличительной особенностью ультразвукового упрочнения по
сравнению со знакопостоянным деформационным упрочнением является не
только увеличение плотности дислокаций, но и их крайне неоднородное
распределение и дополнительное закрепление большим количеством вновь
образованных вакансий. Взаимодействие полей напряжений дислокаций
между собой или прочими дефектами кристаллической решетки повышает
сопротивляемость движению дислокаций, что в совокупности с торможением
дислокаций на границах фрагментов и блоков увеличивает сопротивление
пластической деформации [9]. Поэтому ультразвуковое воздействие
позволяет упрочнять металлы без значительной остаточной деформации. Это
