20. Понятие о видах деформации.

Пластическая деформация – это изменение размера и формы изделия под влиянием внешних напряжений, которое сохраняется после снятия внешней нагрузки.

Под влиянием внешних усилий любое изделие может деформироваться. Если величина приложенных напряжений невелика, то после снятия нагрузки размер и форма изделия возвращаются к исходному состоянию. Такая деформация считается упругой. С увеличением нагрузки происходит пластическая деформация. При этом размер и форма изделия, которую оно приобрело в результате приложения нагрузки, сохраняется после ее снятия. Такая деформация является пластической. Последняя стадия деформации – разрушение изделия.

Величина напряжений, которые может выдержать данное изделие без деформации и разрушения, зависит от механических свойств того материала, из которого оно изготовлено. Стандартным способом определения механических характеристик (ГОСТ 1497-73) является испытания на растяжение цилиндрических образцов, кривая охлаждения, т. е. зависимость длины образца от приложенной силы. Основные характеристики прочности материала – предел текучести σ_0,2, предел упругости σ_упр., предел прочности σ_в.

Предел текучести – условный предел текучести – напряжение, вызывающее в материале осадочную деформацию 0,2%.

Предел упругости – максимальное напряжение, при снятии которого величина остаточной деформации не превышает тысячных долей процента. Предел прочности – временное сопротивление разрыву – максимальное напряжение, выдерживаемое образцом.

При выборе материала для изготовления ювелирных изделий эти характеристики играют немаловажную роль. Высокий предел упругости и текучести обеспечивает неизменность формы и размера изделия при воздействии на нее различных нагрузок. Высокий предел прочности сохраняет само изделие как единое целое.

Одной из важных характеристик механических свойств материала является его твердость. Твердость – это способность материала сопротивляться пластической деформации при внедрении в него более твердого тела. Чем выше твердость материала, тем он лучше полируется до зеркально-гладкой поверхности, меньше царапается в процессе эксплуатации, сохраняя внешний вид неизмененным. Высокая твердость обеспечивает обычно и высокую износостойкость.

Механизм пластической деформации.

Пластическая деформация происходит путем сдвига внутри кристалла по определенным кристаллографическим плоскостям, которые называются плоскостями скольжения, сдвиг в кристалле начинается при достижении внешнего напряжения величины предела текучести. Так как зерна в образце ориентированы относительно внешнего напряжения различно, то пластическая деформация развивается в металле неоднородно. В первую очередь деформируются те зерна, которые ориентированы таким образом, чтобы напряжение в их плоскости скольжения достигло величины напряжения сдвига. Форма зерна в результате многочисленных сдвигов изменяется. При этом, так как зерна взаимосвязаны, происходит поворот соседних зерен, их ориентировка относительно внешнего напряжения изменяется, и пластическая деформация начинается в тех зернах, в которых она не наблюдалась. Постепенно все зерна металла деформируются, их форма изменяется, зерна вытягиваются в направлении приложенного напряжения. В кристаллической структуре возникают дефекты.

В результате пластической деформации изменяются механические свойства: прочность увеличивается, пластичность металла уменьшается. Это явление называется наклеп.

Упрочнение металла при пластической деформации и уменьшения его пластичности ограничивает возможность деформации. Так при волочении проволоки с уменьшением сечения при следующих проходах через фильеру возникают обрывы.