Пластична деформація

Пластична деформація

Деформація являє собою процес, при якому під впливом доданих до тіла навантажень змінюється його розмір і форма. Процес зміни може бути двох видів. До першого належить зворотна (пружна), до другого - залишкова (пластична) деформація.


Перший тип являє собою процес, при якому після усунення навантаження тіло приходить у свою початкову форму. При цьому змінюється відстань між атомами в межах параметрів кристалічної решітки.

Пластична деформація являє собою процес, при якому тіло після усунення навантаження не відновлює початкову свою форму. Така зміна супроводжується значним зміщенням частин кристала по відношенню один до одного на відстань, що перевищує відстань у кристалічній решітці між атомами.

Пластична деформація завжди слідує за упругою. У результаті загальна зміна в момент впливу навантаження включає два процеси - зворотний і залишковий.

Деформація металів має велике практичне значення. Це пов'язано, в першу чергу, з тим, що обробка матеріалу тиском ґрунтується на процесах зміни форми і розміру заготовок. Разом з цим, внутрішня напруга впливає на фізико-хімічні та механічні властивості матеріалу.

Пластична деформація металів (її характер і величина) залежить від пластичності матеріалів. Ця властивість може бути оцінена в процесі відносного звуження або подовження зразків при випробуванні на розтягнення. Характеристики пластичності металів включають також показник ударної в'язкості. Ця властивість показує роботу руйнування в процесі згинання надрізаного зразка по відношенню до площі перетину ділянки надрізу.

Пластичність матеріалу підвищується зі збільшенням різниці між межею плинності та міцності. Пластична деформація в крихких матеріалах практично не виникає. У зв'язку з тим, що у них показник межі плинності наближений до рівня межі міцності, руйнуються вони досить швидко. Так відбувається, наприклад, зі склом, фарфором, чавуном, гірськими породами. Між тим, нагрів металу до високої температури призводить до того, що показник межі міцності практично збігається зі значенням межі плинності.

Залишкова зміна матеріалу полікристалічної структури має деякі особливості в порівнянні з цим же процесом біля тіла монокристалічного. Холодна пластична деформація складається зі зміни форми та розміру окремих зерен і зміною в прикордонних обсягах. При тому, що окремі зерна піддаються деформації двійкуванням і ковзанням, їх взаємний зв'язок і множинність в полікристалічному тілі вносять деякі особливості в процес.

У зв'язку з тим, що площини ковзання орієнтовані в просторі довільно, сам процес буде відбуватися по-різному. Першими починають деформуватися ті зерна, площині ковзання яких піддаються максимальним дотичним напруженням. При цьому довколишні елементи поступово залучатимуться до процесу. Деформація змінює їх форму - вони стають витягнутими у напрямку до течії металу найбільшої інтенсивності (уздовж, щодо напрямку деформації).

Таким чином, матеріал набуває будову волокнисту. Витягнуті неметалічні включення є причиною різниці у властивостях волокон поперек і вздовж. Зміна форми зерен супроводжується зміною орієнтування кристалічних решіток у просторі. Після того, як більшість елементів матимуть однакове орієнтування, сформується текстура деформації.