Влияние пластической деформации на свойства металлов

В процессе пластической деформации металлов растет число дефектов кристаллической решетки, появляются обломки кристаллитов в плоскостях скольжения, происходят структурные превращения. Все это приводит к упрочнению металла. Упрочнение металла под действием пластической деформации называется наклепом или нагартовкой. Такой металл нельзя подвергать дальнейшей механической обработке.

В результате пластической деформации кристаллическая решетка не просто искажается. Зерна металла вытягиваются в направлении приложенных сил. Ориентация зерен в направлении действия прилагаемых нагрузок называется текстурой. Возникновение текстуры приводит к анизотропии свойств.

Исходные свойства можно частично вернуть металлу, если нагреть его до температуры ниже 0,2 температуры плавления. При этом искажения и нарушения кристаллической решетки уменьшаются. Такой процесс называется возвратом или отдыхом. Для полного восстановления исходных свойств материал подвергают рекристаллизационному отжигу (0,4…0,6 температуры плавления). После рекристаллизации наклеп полностью снимается и материал можно вновь подвергать пластической деформации , например, штамповке.

Можно деформировать металл, не изменяя его свойств. Для этого следует производить пластическую деформацию при температуре, превышающей температуру рекристаллизации.В этом случае наклеп не возникает, а если и возникнет, то он тут же снимается. Такая обработка металла называется горячей обработкой давлением или термомеханической обработкой.

Пластическая деформация, производимая при более низких температурах, называется холодной обработкой.

Основные механические характеристики металлов и сплавов

К механическим характеристикам металлов и сплавов относятся:

- прочность;

- твердость;

- свойства, определяемые при статических испытаниях (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение);

- ударная вязкость;

- предел выносливости.

Прочность – это свойство твердых тел сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы под воздействием внешних сил.

Определение прочности изделия обычно связано с его разрушением, что для готового изделия не всегда допустимо. Поэтому очень часто для определения прочности используют простые и не разрушающие изделия методы определения твердости.

Твердость – это способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего тела. Между характеристикой твердости и другими механическими характеристиками, в том числе и твердостью, существует определенная количественная зависимость. Поэтому по значению твердости можно определить и значение прочности.

Существуют различные методы, позволяющие определять твердость больших и маленьких изделий, тонких слоев металла и даже отдельных структурных составляющих сплава. При измерении твердости любым методом поверхность испытываемого образца или детали должна быть плоской, горизонтальной, очищенной от окалины и грязи. Все поверхностные дефекты следует удалить мелкозернистым наждачным кругом, напильником или наждачной бумагой. В процессе обработки необходимо следить за тем, чтобы поверхность образца не нагревалась выше 100⁰-150⁰С во избежание возникновения наклепа. Поскольку при измерении твердости изделие не разрушается, его можно использовать по назначению.