УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ОБЩЕНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

для обеспечения

управляемой самостоятельной работы студентов (УСР)

по учебной дисциплине «Материаловедение»

Для специальностей

1-36 01 01 Технология машиностроения

1-36 01 03 Технологическое оборудование

машиностроительного производства

1-53 01 01 Автоматизация технологических

процессов и производств

2-й курс

Всего УСР – 16 часов, 4 семестр Материалы подготовлены

Лекции – 14 часов Лещиловской Г.И., преподавателем

Лабораторные кафедры

занятия – 2 часа (в соответствии с Положением об

управляемой самостоятельной работе

студентов БарГУ, утвержденным

18.08.2009 № 341)

Барановичи 2014

Содержание

2 КУРС – 14 часов УСР (лекции);

– 2 часа УСР (лабораторные занятия).

Темы: 1) Пластическая деформация и механические свойства. Влияние на-

грева на структуру и свойства деформированного металла (2 часа);

2) Коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы

(2 часа);

3) Титан и его сплавы. Тугоплавкие металлы и их сплавы (2 часа);

4) Полимерные материалы. Пластмассы (2 часа);

5) Силикатные материалы. Керамические материалы (4 часа);

6) Композиционные материалы (2 часа);

7) Химико-термическая обработка стали (2 часа).

Информационно-методическая часть

Цель УСР:

– овладение учебным материалом дисциплины в объеме, требуемом учебной программой;

– формирование навыков самообразования в учебной, научной, производственной и управленческой деятельности;

– развитие учебных способностей, умений, навыков и принятия самостоятельных решений в профессиональной деятельности.

ТЕМА: Пластическая деформация и механические свойства.

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного

металла (2 часа)

Вопросы для изучения:

1. Сущность упругой и пластической деформации.

2. Механизм процесса пластической деформации.

3. Хрупкое и вязкое разрушение.

4. Факторы, определяющие характер разрушения.

5. Наклеп и рекристаллизация.

Методические указания:

1. Изучите предлагаемые вопросы по литературным источникам и лекции;

2. Составьте краткий конспект;

3. Ответьте на вопросы для самоконтроля.

ЛЕКЦИЯ

Тема: Упругая и пластическая деформация. Хрупкое и вязкое

разрушение. Факторы, определяющие характер разрушения.

Наклеп и рекристаллизация.

Деформацией называется изменение форм и размеров тела под действием напряжений. Деформация, возникающая при сравнительно небольших на­пряжениях и исчезающая после снятия нагрузки, называется упругой. Деформация, со­храняющаяся после снятия нагрузки, называется остаточной или пластической. При увеличении напряже­ний деформация может заканчиваться разрушением.

На диаграмме растяжения (рис. 1) упругая деформация характеризу­ется линией 0А. Выше точки А нарушается пропорциональность между на­пряжением и деформацией. Рост напряжения приводит не только к упругой, но и к остаточной пластической деформации.

Упругая и пластическая деформация прин­ципиально отличаются одна от другой. При упругой деформации происходит обратимое смещение атомов из положений равновесия в кристаллической решетке. После снятия нагрузки, сместившиеся атомы под действием сил притяжения (при растяжении) или отталкивания (при сжатии) возвращаются в исходное равновесное положение, и кристаллы приобретают первоначальную форму и размеры..

В основе пластической деформации лежит необратимое перемещение одних частей кристалла относительно других.

о δ

Рисунок 1. Диаграмма растяжения

После снятия нагрузки исчезает лишь упругая составляющая деформации. Пластичность, т.е. способность металлов претерпевать значительную пластическую деформацию, является одним из важнейших свойств металлов. Благодаря пластичности осуществляется обработка металлов давлением. Пластичность позволяет перераспределять локальные напряжения равномерно по всему объему металла, что уменьшает опасность разрушения.

Для металлов характерно большее сопротивление растяжению или сжа­тию, чем сдвигу. Поэтому процесс пластической деформации обычно пред­ставляет собой процесс скольжения одной части кристалла относительно другой по кристаллографической плоскости или плоскостям скольжения с более плотной упаковкой атомов. Скольжение осуществляется в результате перемещения в кристалле дисло­каций. В результате скольжения кристаллическое строение перемещающих­ся частей не меняется (рис. 2).

Другим механизмом пластической деформации является двойнико-вание. Двойникование осуществляется за счет сдви­га, однако в этом случае происходит сдвиг части кристалла в положе­ние, соответствующее зеркальному отображению несдвинутой части (рис. 3). Двойникование сопровождается прохождением дислокаций сквозь кристалл. Деформация двой­никованием обычно наблюдается при низких температурах и высоких ско­ростях приложения нагрузки, так как в этих случаях для скольжения необ­ходимо высокое напряжение сдвига. Двойники более характерны для ме­таллов с ГП решеткой (Ti, Mg, Zn).

Рисунок 2.. Схема пластической деформации скольжением:

а - исходное состояние; б - упругодеформированное состояние; в – упруго- и пластически де­формированное состояние; г - состояние после пластической (остаточной) деформации по плос­кости АВ; F- усилие

――˃ F

А

˂――F

Рисунок 3. Пластическая деформация двойникованием:

F – усилие; АВ – плоскость перемещения

Процессы скольжения и двойникования осуществляются последовательным перемещением дислокаций в плоскости сдвига.

Величина напряжения, необходимого для осуществления пластической деформации, зависит от скорости деформирования и температуры.