ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформация и разрушение металлов из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " Упругая и пластическая деформация. Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием нагрузки. Деформация, исчезающая после снятия нагрузки, называется упругой, а сохраняющаяся — пластической. Механизм упругой и пластической деформации принципиально различен. При упругой деформации происходят обратимые смещения атомов от положений равновесия в кристаллической решетке. После снятия нагрузки сместившиеся атомы под влиянием сил межатомного взаимодействия возвращаются в исходное равновесное положение. При пластической деформации происходят необратимые перемещения атомов на значительное расстояние от положений равновесия. [c.25] Значение нагрузки, необходимой для осуществления пластической деформации, зависит от температуры и скорости деформирования. С повышением температуры пластическая деформация требует меньшего усилия. Увеличение же скорости деформирования затрудняет процесс пластической деформации. [c.26] Способность металла пластически деформироваться является его исключительно важным и полезным свойством. Без этого свойства были бы невозможны технологические процессы обработки металлов давлением — прокатка, волочение проволоки, получение деталей ковкой и штамповкой и др. Большое значение оно имеет и для обеспечения надежности металлических изделий, так как разрушение без пластической деформации требует значительно меньшего усилия. [c.26] Хрупкое и вязкое разрушение. В зависимости от наличия пластической деформации перед разрушением различают хрупкое и вязкое разрушение. Разрушение, перед которым металл испытывает значительную пластическую деформацию, называется вязким. Разрушение, пластическая деформация перед которым отсутствует или незначительна, называется хрупким. [c.26] При вязком разрушении разрыв межатомных связей происходит путем сдвига или скольжения. Плоскость скольжения расположена под углом 45° к направлению действия нагрузки. Вязкое разрушение требует значительно больших затрат энергии, чем хрупкое. Энергия расходуется на пластическое деформирование металла перед растущей трещиной. Трещина при этом имеет большой угол раскрытия и вблизи поверхности трещины имеется значительная пластическая деформация. Скорость распространения трещины при вязком разрушении значительно меньше, чем при хрупком. Излом при вязком разрушении имеет матовую поверхность без металличес-когоблеска. [c.27] Один и тот же материал может разрушаться как по хрупкому, так и по вязкому механизму. Вид разрушения зависит от многих факторов — типа кристаллической решетки, химического состава, размер зерна, формы и размера деталей, наличия надрезов и дефектов, условия и скорости нагружения и особенно от температуры. Для многих металлов вязкое разрушение с понижением температуры сменяется хрупким. Температура изменения характера разрушения называется порогом хладноломкости. Величину порога хладноломкости повышает увеличение размеров зерна, увеличение скорости деформации, увеличение размеров деталей, наличие вредных примесей. [c.27] И поперек волокон. При этом прочность и твердость металла повышаются, а пластичность и вязкость снижаются. Явление упрочнения металла при пластической деформации называется наклепом. [c.28] Наклеп объясняется значительным повышением плотности дислокаций, происходящим при пластической деформации. Параллельно увеличивается количество точечных дефектов кристаллического строения. Большое количество дислокаций и точечных дефектов препятствует свободному перемеш,ению дислокаций, тем самым затрудняя пластическую деформацию. [c.28] Текстура и наклеп могут быть устранены при нагреве металла. Частичное снятие наклепа происходит уже при небольшом нагреве (до 300-400 °С для железа). При этом происходит уменьшение плотности дислокаций, точечных дефектов, снятие искажений кристаллической решетки. Но вытянутая форма зерен сохраняется. Это явление называется возвратом металла. [c.28] При нагреве до более высокой температуры в металле происходит образование новых равноосных зерен. Этот процесс называется рекристаллизацией. Наклеп при этом снимается полностью. Температура, при которой начинается процесс рекристаллизации, называется температурным порогом рекристаллизации. Абсолютная температура порога рекристаллизации Г связана с абсолютной температурой плавления простой зависимостью (правило А. А. Бочвара) 7 = а щ Т , где а — коэффициент, зависящий от состава и структуры металла. Для особо чистых металлов а = 0,2, для металлов технической чистоты а = 0,3-0,4, для сплавов а = 0,5-0,6. [c.28] Если деформирование металла происходит при температуре, которая выше температурного порога рекристаллизации, то наклеп после деформации не возникает. Такая деформация называется горячей. При горячей деформации идут одновременно процессы упрочнения и рекристаллизации. Деформация, которая происходит ниже температурного порога рекристаллизации, называется холодной. Холодная деформация сопровождается наклепом металла. [c.29] Вернуться к основной статье