13. Показатели пластичности материала
Пластичность — одно из важных механических свойств металла, которое в сочетании с высокой прочностью делает его основным конструкционным материалом. Дадим определение наиболее часто используемым показателям пластичности материалов.
Показателями пластичности материала являются относительное удлинение и относительное сужение.
Относительное удлинение определяется как отношение приращения длины образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине, выраженное в процентах.
Относительное сужение определяется как отношение уменьшения площади поперечного, сечения образца после разрыва к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженное в процентах.
Относительное удлинение и относительное сужение определяют так называемую статическую вязкость металлов и сплавов.
14. Разгрузка и повторное нагружение. Упрочнение, наклеп.
Если образец нагрузить до напряжений, больших σу, но меньших σв, например до точки K диаграммы (Рис. 4.6), а затем начать разгружать, то разгрузка будет происходить по прямой KL, параллельной начальному линейному участку диаграммы. После разгрузки деформация образца уменьшится, но полностью не исчезнет. Отрезок LM определяет величину исчезающей, т. е. упругой деформации εу, а отрезок OL - величину остаточной (пластической) деформации εпл. Прямолинейность линии разгрузки показывает, что упругая деформация подчиняется закону Гука и за пределами пропорциональности.
Повторное нагружение образца уже не повторяет полностью прежнюю диаграмму, а происходит сначала по прямой разгрузки KL, и затем по кривой КС, которую имел бы этот образец без промежуточной разгрузки. Следовательно, после промежуточной разгрузки появился как бы новый материал с более высоким пределом пропорциональности, но меньшей пластичностью.
Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного пластического деформирования называется наклепом или нагартовкой. Наклеп возникает при вытяжке, холодной прокатке металла, в процессе штамповки и т. д. Часто наклеп играет положительную роль и применяется для упрочнения поверхностного слоя детали, повышения упругости свойств проволоки, канатов и т. п. В тех случаях, когда наклеп вреден, его устраняют отжигом.
Природа пластической деформации может быть различной в зависимости от температуры, продолжительности действия нагрузки или скорости деформации. При неизменной нагрузке, приложенной к телу, деформация изменяется со временем; это явление называется ползучестью. С возрастанием температуры скорость ползучести увеличивается. Частными случаями ползучести являются релаксация (хз, равновесие по какому-либо параметру)
15. Форма стандартных образцов для испытаний материалов на сжатие
Для испытания на сжатие стали и чугуна применяются цилиндрические образцы диаметром от 10 до 25 миллиметров, высотой равной от одного до трех диаметров. Поверхность образцов должна быть гладкой и не иметь рисок и следов резца. Торцевые поверхности во избежание перекосов образца должны быть плоскопараллельными между собой и перпендикулярными к оси образца. Форма и размеры образца регламентируются ГОСТ 25.503-97.
Диаграмма сжатия пластичных материалов
Диаграммы сжатия образцов представляют собой зависимость силы от укорочения образца, т.е. F = F(Dh). Она позволяет оценить поведение материала образца в упругой и упруго-пластичной стадиях деформирования, определить механические характеристики материала.На начальном участке ОА диаграммы (рис.6) между силой F и укорочением Dh, соблюдается прямая пропорциональная зависимость - выполняется закон Гука.В точке А диаграммы закон Гука нарушается: зависимость между силой и укорочением становится нелинейной. На диаграмме наблюдается горизонтальный участок БВ, называемый площадкой текучести. В этой стадии испытания образец пластически деформируется при постоянной силе. Деформация образца по длине рабочей части равномерная. Явление интенсивного пластического деформирования материала образца называется текучестью. Площадка текучести заканчивается и начинается участок упрочнения ВД, т.е. восходящая часть диаграммы.На этой стадии испытания образец из пластичного материала изменяет цилиндрическую форму, становится бочкообразным. Его диаметр значительно увеличивается, а высота уменьшается, для его деформирования необходима всё большая сила. Образец из пластичного материала при испытани на сжатие не разрушается, поэтому испытание прекращают при достижении деформации от 30% до 40% о начальной высоты образца. Участок диаграммы сжатия от точки Д до точки, соответствующей прекращению испытания не используется для определения каких-либо механических характеристик материала.
