Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
художественная деформация1_variant.docx
Скачиваний:
136
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
2.26 Mб
Скачать

3.6. Пластичность металлов. Влияние напряжённого состояния

Пластичность – это, как мы уже упоминали, свойство металлов пластически (необратимо) деформироваться без внешних признаков разрушения. Экспериментальными исследованиями установлено, что на пластичность влияет множество факторов: температура, структура, предварительная деформация, скорость деформации. Зависимость пластичности от структуры предопределяет зависимость от истории обработки – способа и условий выплавки, видов деформации, термических обработок и т. д. Самым интересным фактом в «биографии» пластичности остается ее зависимость от схемы напряженного состояния.

Например, при комнатной температуре относительное удлинение меди (марки M1) составляет 35–40 %. Если же образцы из того же металла на­чать прокатывать, то относительное удлинение будет 1000–20000 % и бо­лее, т. е. металл деформируется не разрушаясь! Подобных примеров можно привести множество. Эксперименты показывают, что наибольшей пластичностью металл обладает в условиях всестороннего неравномерного сжатия (в случае равномерного всестороннего сжатия металл пластически не деформируется, поскольку σ1 = σ2 = σ3 и σi = 0), когда внешнее среднее напряжение ая максимально и является сжимающим.

Давно известно, что пластичность одного и того же металла при одних и тех же температурно-скоростных условиях, но при разных схемах деформации различна, причем наибольшей пластичностью металл обладает, когда тензор напряжений имеет большую сжимающую гидростатическую составляющую.

Заключение

В этой лекции мы рассмотрели физические аспекты пластической деформации, выяснили роль дефектов кристаллической решетки в механизмах пластической деформации и упрочнения, изучили «сценарий» формирования структуры и переход к разрушению металлов при холодной деформации. Мы дали довольно простую интерпретацию разрушения, предложили оригинальный критерий, который помогает понять влияние схемы нагружения на пластичность металлов.

Вопросы для самоконтроля:

1.Какие четыре основные типа кристаллических решёток Вы знаете?

2. Зависимость энергии связи и силы взаимодействия между двумя атомами?

3. Точечные дефекты?

4. Линейные дефекты?

5. Свойства границ?

6. Причина деформационного упрочнения от размножения дислокации?

7. Взаимодействие дислокаций с примесями?

8. Концепция разрушения?

ЛЕКЦИЯ 4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ХАРАКТЕР ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

И ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА

4.1. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

НА ПРЕДЕЛ ТЕКУЧЕСТИ МЕТАЛЛА

Информация, накопленная человечеством за многие столетия изучения пластической деформации, огромна. Она позволила даже сформулировать одну из наиболее известных народных мудростей: «Куй железо, пока горячо!»

В чем преимущество горячей деформации по сравнению с холодной? Во-первых, в понижении напряжений, при которых начинается пластиче­ская деформация, – предела текучести металла; во-вторых, в понижении интенсивности деформационного упрочнения; в-третьих, в увеличении пластичности металла. Эти три фактора взаимосвязаны, но для удобства анализа рассмотрим их отдельно.

Вопрос о температурной зависимости предела текучести металла можно было бы отнести к разряду хрестоматийных. Однако материаловедение, развиваясь последние десятилетия бурными темпами, как бы перешагнуло через него, оставив вне сферы своих интересов, и приняло зависимость σs(Т) как свойство металла. Таким образом, зависимость σs(Т) долгое время оставалась экспериментально определяемой функцией. В чем же причина снижения значений σs, при повышении температуры?

По самым общим соображениям, повышение температуры металла приводит к возрастанию кинетической энергии атомов и ослаблению общей энергии межатомного взаимодействия, что облегчает перемещение дислокаций по кристаллу. Мерой межатомного взаимодействия и энергии связи в кристалле является модуль упругости металла Е. Естественно предположить, что и температурные зависимости σs(Т) и Е(Т) взаимосвязаны.

На рис. 4.1 показано изменение предела текучести в зависимости от температуры испытания для двух марок сталей.

Рис. 4.1. Температурное изменение напряжений начала пластической деформации (σпц) для сталей 50ХГФА (1) и 12Х18Н10Т (2)

Таким образом, если считать, что структура металла – это распределение по объему металла упругих внутренних напряжений, создаваемых дефектами кристаллического строения, то изменение значения σs, при повышении температуры обусловлено именно изменением структуры. Интересно, что при на­гревании металла внешний вид структуры может оставаться в том же виде, что и при комнатной температуре (например, для хорошо отожженного металла), но упругая энергия искажений кристаллической решетки, вносимая дефектами, заметно ослабевает за счет изменения свойств среды из-за снижения модуля упругости. Например, снижаются внутренние напряжения приводящие к упрочнению металла.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.