ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О механизме пластической деформации реальных материалов из "Сопротивление материалов пластическому деформированию " В книге, посвященной расчетам пластического формоизменения металлов, необходимо хотя бы вкратце рассмотреть механизм протекания пластической деформации реальных материалов, выделив при этом лишь наиболее важные положения и ограничиваясь основными, наиболее характерными материалами. [c.37] Прежде всего необходимо отметить, что, несмотря на большое научное значение явления пластической деформации твердых тел и на огромную практическую роль этого свойства материалов в различных отраслях промышленности, проблема механизма протекания пластической деформации все еще остается недостаточно изученной, и мы располагаем на сегодня несколькими, иногда противоречивыми гипотетическими теориями физикомеханической сущности данного процесса. [c.37] О сложности протекания процесса пластической деформации говорит хотя бы нижеследующий факт. Для того чтобы определить способность казалось бы наиболее пластичного (в общежитейском понятии этого термина) из материалов — глины к восприятию пластических деформаций, наряду с целым рядом других исследователей, Цшокке [84] еще в 1902 г. применил на первый взгляд естественный способ испытания — обжатие образцов из глины параллельными пластинами пресса. [c.37] В результате многочисленных испытаний он пришел к парадоксальному выводу, что между фактической пластичностью глины и величиной обжатия не существует никакой закономерности. Нередко так называемые тощие глины обнаруживают большую прочную сжимаемость, чем пластичные жирные глины. По мнению Цшокке это объясняется, во-первых, тем, что в более тощих глинах между отдельными составляющими строение глины частичками находятся заполненные воздухом пространства, а, во-вторых, тем, что в жирных глинах появляются преждевременные трещины вследствие их клейкости и прилипаемости к нажимным плитам пресса. Отсюда он заключил, что пластическую деформируемость глин лучше всего определять испытанием на растяжение, подобно тому, как это имеет место при испытании металлов. [c.37] Друг с другом. Если зернышки состоят из непластичного материала, слабо поглош,аюш,его воду, то последняя покрывает их в виде очень тонкой пленки. Если осторожно удалять зернышки друг от друга, то соединяющая их оболочка воды очень скоро разрывается (см. фиг. 9, а). Другое происходит у зернышек глинистого веш,ества, которое связывает много воды. Оболочка воды будет толще (см. фиг. 9, б). Если эти зерна удалять друг от друга, то водная оболочка будет растягиваться удаление, при котором произойдет разрыв, будет значительно больше, чем в первом случае. [c.38] Особенно большое влияние на деформацию имеет скорость, с которой производится испытание, — обстоятельство, отмеченное также при испытании на разрыв металлов. У глин оно проявляется в гораздо более резкой степени. Чем быстрее действует на глину разрывающее усилие, тем эффективнее выражается деформация растяжения. Так, в зависимости от скорости растяжения можно на одном и том же материале получить результаты, разня-щ,иеся друг от друга в десяток раз. [c.38] В данном случае особый интерес представляет характер местного сужения при разрыве медленном и быстром (шейка) (см. фиг. 10, а и б). [c.38] При изучении пластической деформации пластических масс в процессе их испытания растяжением особого внимания заслуживает нижеследующее, пока еще не получившее объяснения явление, наблюдаемое в искусственном волокне (нейлон). [c.39] Характерно, что за весь процесс распространения местного сужения по длине образца, на машинной кривой растяжения отмечается остановка возрастания растягиваюш,ей силы, которая начинает снова возрастать по мере того, как упрочнившийся образец начинает растягиваться снова, вплоть до образования нового местного сужения (шейки). [c.40] При упругой деформации металлов после удаления нагрузки деформированная кристаллическая решетка восстанавливает свои исходные геометрические соотношения отдельные атомы, ионы и молекулы снова возвращаются к своим исходным средним положениям в узлах решетки. При пластической деформации форма и объем тела при разгрузке не восстанавливаются, а это значит, что отдельные атомы испытывают необратимые перемещения, не возвращаются к своим исходным положениям в кристаллической решетке. Согласно одной из гипотез, объясняющих механизм пластической деформации, на фиг. 12 схематически изображен растянутый цилиндрический образец, вырезанный из одного кристалла, имеющего объемноцентрированную кубическую решетку. В образце образовались многочисленные сдвиги по наиболее усеянным атомами плоскостям граней двенадцатигранника, явившиеся причиной остаточного увеличения длины образца и уменьшения его поперечного сечения, т. е. причиной его значительного пластического формоизменения. [c.40] Если рассматривать полированную свободную поверхность пластически деформируемого металлического тела, например-поверхность образца, подвергаемого испытанию растяжением, то за пределом текучести на этой поверхности можно наблюдать тонкие темные и светлые полоски, наклоненные приблизительно под углом 45° к оси образца, называемые линиями Людерса—Чернова. Эти линии свидетельствуют о том, что в данном направлении по плоскостям, пересекающим весь объем образца, происходят интенсивные сдвиги материала. По мере развития пластической деформации число плоскостей скольжения быстро возрастает, так что в конце концов весь объем рабочей части образца оказывается пронизанным плоскостями сдвига, а весь образец можно себе представить состоящим из системы пластинок, расположенных под углом 45° к его оси и скользящих при деформации растяжения по отношению друг к другу. [c.41] Такова в основных чертах одна из гипотез механизма пластической деформации одно- и многокристаллических металлов, пользовавшихся наиболее широким распространением. [c.41] Изображены начальное, промежуточное и конечное положения. [c.42] Таким образом, приходится сделать. вывод, что одновременного сдвига целыми слоями происходить в действительности не может, и скольжение является результатом другого более сложного процесса. Согласно другой, получившей в настоящее время широкое распространение гипотезе, механизм скольжения в пластически-деформируемых металлах связывается с явлением так называемой дислокации (зацепления), происходящим в пространственной кристаллической решетке. [c.42] Для того чтобы облегчить уяснение процесса дислокации в кристаллической решетке, обратимся к схематической модели этого явления [29]. Рассмотрим механизм сдвига одной атомной плоскости по отношению к другой последовательно во-первых, если бы дислокации не существовало (фиг. 14) и, во-вторых, когда она имеет место. [c.42] Предположим, что верхняя половинка кристалла должна сдвинуться по отношению к нижней на одно межатомное расстояние (на один параметр решетки). [c.42] На фиг. 15 изображены начальное, промежутошюе и конечное положения двух крайних рядов плотно упакованных шариков (атомов). [c.42] Для того чтобы верхняя половина кристалла сдвинулась по отношению к нижней на одно межатомное расстояние, необходимо, чтобы один ряд атомов перекатился через весь другой ряд — это и изображено последовательно на фиг. 15. [c.43] Вероятный механизм сдвига. [c.43] Сдвиг не произойдет до тех.пор, пока зацепление не пробежит по кристаллу. в последний момент сдвиг происходит скачком. [c.43] Вернуться к основной статье