Деформація і руйнування металів

Додаток навантаження викликає деформацію. У початковий момент навантаження, якщо воно не супроводжується фазовими (структурними) змінами, викликає тільки пружну (оборотну) деформацію. По досягненні деякої напруги деформація (частково) стає незворотною (пластична деформація), необоротно при цьому змінюються і будова металу і, отже, його властивості Залежність деформації від напруги зображується так званої діаграмою розтягування. Умовне напруга:
σ = P / F0 (кгс / мм2),
де P- сила;
F0 – початкова розтин, а вісь абсцис – відносна деформація:
ε = Δl / l,
де Δl – приріст довжини,
l – початкова довжина.
Тангенс кута нахилу – прямий: tg α = σ / ε = Е – модуль нормальної пружності (в кгс / мм 2) – характеризує жорсткість матеріалу (опір пружному деформуванню), яка визначається силами міжатомної взаємодії, залежними в першому наближенні від температури плавлення металу. Оскільки легування і термічна обробка дуже слабо впливають на температуру плавлення, модуль нормальної пружності можна розглядати як структурно нечутливу характеристику. У всіх сталей Е ≈ 2 × 4 жовтня кгс / мм 2, а у алюмінієвих сплавів Е ~ 0,7 × 10 квітня кгс / мм 2.
Умовне напруження, при якому порушується пропорційна залежність між ε і σ, є межа пружності (або межа пропорційності).
Для технічних цілей (крім пружних елементів) мале відхилення від пропорційної залежності не вважається істотним, і зазвичай вважається, що пластична деформація настає тоді, коли залишкова необоротна деформація εпл. стає рівною 0,2%. Умовне напруження, при якому = 0,2%, називається межею плинності (на діаграмі – σ0,2) і характеризує опір матеріалу малої пластичної деформації. Істинне напруга досягає максимального значення в точці Z – при остаточному руйнуванні зразка. Для високоміцних і малопластичних матеріалів σВ> 150 кгс / мм 2, відносне звуження ψ (зміна звуження) в місці розриву (руйнування) одно менше 40%, а визначається ψ за формулою:
ψ = (Fо – FХ) Fо,
де F 0 – переріз зразка до руйнування;
Fx – перетин в момент максимальної деформації.
Руйнування може бути двох видів, які можна назвати «поділ» (repture) і «руйнування» (wacture). Поділ типово для високопластичних матеріалів (зазвичай це метали високої чистоти), деформування яких після досягнення точки? В призводить до 100% -му звуження без утворення поверхні руйнування. У всіх інших випадках звуження досягає якогось значення, після чого зразок руйнується з утворенням поверхонь руйнування.

Посилання на основну публікацію