Пластическая деформация

Деформация представляет собой процесс, при котором под воздействием приложенных к телу нагрузок изменяется его размер и форма. Процесс изменения может быть двух видов. К первому относится обратимая (упругая), ко второму – остаточная (пластическая) деформация.

Видео: Пластическая деформация металлов (УЛУЧШЕННОЕ ВИДЕО)

Первый тип представляет собой процесс, при котором после устранения нагрузки тело приходит в свою первоначальную форму. При этом изменяется расстояние между атомами в пределах параметров кристаллической решетки.

Пластическая деформация представляет собой процесс, при котором тело после устранения нагрузки не восстанавливает первоначальную свою форму. Такое изменение сопровождается значительным смещением частей кристалла по отношению друг к другу на расстояние, превышающее расстояние в кристаллической решетке между атомами.

Пластическая деформация всегда следует за упругой. В результате, общее изменение в момент воздействия нагрузки включает два процесса – обратимый и остаточный.

Деформация металлов имеет большое практическое значение. Это связано, в первую очередь, с тем, что обработка материала давлением основывается на процессах изменения формы и размера заготовок. Вместе с этим, появляющееся внутреннее напряжение оказывает влияние на физико-химические и механические свойства материала.

Пластическая деформация металлов (ее характер и величина) зависит от пластичности материалов. Это свойство может быть оценено в процессе относительного сужения или удлинения образцов при испытании на растяжение. Характеристики пластичности металлов включают также показатель ударной вязкости. Это свойство показывает работу разрушения в процессе сгибания надрезанного образца по отношению к площади сечения участка надреза.

Пластичность материала повышается с увеличением разницы между пределом текучести и прочности. Пластическая деформация в хрупких материалах практически не возникает. В связи с тем, что у них показатель предела текучести приближен к уровню предела прочности, разрушаются они достаточно быстро. Так происходит, например, со стеклом, фарфором, чугуном, горными породами. Между тем, нагрев металла до высокой температуры приводит к тому, что показатель предела прочности практически совпадает со значением предела текучести.

Видео: Пластическая деформация металлов

Остаточное изменение материала поликристаллической структуры имеет некоторые особенности в сравнении с этим же процессом у тела монокристаллического. Холодная пластическая деформация складывается из изменения формы и размера отдельных зерен и изменением в приграничных объемах. При том, что отдельные зерна подвергаются деформации двойникованием и скольжением, их взаимная связь и множественность в поликристаллическом теле вносят некоторые особенности в процесс.

В связи с тем, что плоскости скольжения ориентированы в пространстве произвольно, сам процесс будет происходить по-разному. Первыми начинают деформироваться те зерна, плоскости скольжения которых подвергаются максимальным касательным напряжениям. При этом близлежащие элементы будут постепенно вовлекаться в процесс. Деформация изменяет их форму – они становятся вытянутыми по направлению к течению металла наибольшей интенсивности (вдоль, относительно направления деформации).

Видео: Получение объемных микро- и наноматериалов способами ИПД

Таким образом, материал приобретает строение волокнистое. Вытянутые неметаллические включения являются причиной разности в свойствах волокон поперек и вдоль. Изменение формы зерен сопровождается изменением ориентировки кристаллических решеток в пространстве. После того, как большинство элементов будут иметь одинаковую ориентировку, сформируется текстура деформации.