Кристаллитные напряжения (Остаточные напряжения второго рода)

Кристаллитные напряжения (или по классификации Н.Н. Давиденкова, напряжения второго рода) уравновешиваются в пределах отдельных зерен поликристалла, состоящих из отдельных блоков мозаики, или состоящих из различно ориентированных кристаллитов с правильным строением атомной решетки.

Пластическая деформация поликристалла, протекающая в отдельных кристаллитах неравномерно, вызывает появление кристаллитных напряжений по следующим причинам: различные кристаллиты, входящие в кристаллические зерна металлов обладают различной величиной модуля упругости; деформируемость одного и того же кристаллита по разным кристаллографическим осям различна.

Способность деформироваться определяется величиной модуля упругости первого и второго рода (Е и G), величина которых в металлических кристаллах изменяется в различных кристаллографических направлениях очень значительно.

В связи с этим даже при равномерном распределении в кристаллических зернах однородных кристаллитов разные зерна будут иметь по направлению действующей силы разные значения модуля упругости. Так как вследствие связи между отдельными элементами происходит их совместная деформация, то напряжения в них будут не одинаковы. Пластическая деформация поликристаллов распределяется в микрообъёмах неравномерно (даже при однородном поле напряжений). В результате этого, если в отдельных кристаллитах имеет место пластическая деформация, то при разгрузке, вокруг этих кристаллитов появляется зона остаточных напряжений второго рода.

Напряжения второго рода, возникают также при фазовых превращениях металла, вызывающих изменение объёма отдельных кристаллитов. Напряжения между различными по фазовому состоянию кристаллитами возникают независимо от ориентации последних - упорядоченной или беспорядочной. В перлите напряжения этого происхождения порядка 75 МПа.

В закалённой малоуглеродистой стали обнаружено напряжение второго рода порядка 500-600 мПа, а в высокоуглеродистой - до 1600 мПа.

Кристаллитные напряжения (напряжения второго рода), уравновешивающиеся в объёме кристаллического зерна, то есть в микроскопической области, и искажения кристаллической решётки (напряжения третьего рода), развивающиеся в отдельных зонах кристаллической решётки, то есть в субмикроскопической области, в научно-технической литературе часто характеризуются общим термином микроскопические напряжения.

При обработке металлов резанием в поверхностном слое происходит дробление, поворот и вытягивание кристаллических зерен в направлении деформирующей силы и формирование текстуры деформации, придающей структуре видимость волокнистого строения.