Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон

Пластическая дефармация материалов

Пластическая дефармация – успешный инструмент формирования структуры разных материалов. На ее особенностях построены технологии обработки давлением, придание материалам специальных качеств, создание наноматериалов.

Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон

Понятие деформации

Под термином «дефармация» понимаются любые изменения структуры, формы, размеров тел. Она происходит под воздействием стрессов — сил, которые работают на единицу площади сечения заготовок или деталей. Дефармация металла вызвана:

  • внешними силами;
  • усадкой;
  • структурными превращениями;
  • внутренними физико-механическими процессами.

Варианты прилагаемых к телу нагрузок:

  • сжатие – нагрузка прикладывается соосно в направлении к телу;
  • растяжение – появляется при продольном от тела приложении нагрузки (соосно или параллельно плоскости, в которой находятся крепежные точки тела);
  • изгиб – нарушение прямолинейности главной оси тела;
  • кручение – появляется при приложении к телу крутящего момента.

Механизм и виды деформирования изучаются материаловедением, физикой твёрдого тела, кристаллографией.

Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон

Твёрдые тела склонны к двум видам деформации:

В таблице приведены сравнительные характеристики данных явлений.

Показатель сравнение Виды
Упругая Пластическая (конечная, необратимая)
Поведение атомов кристаллической решётки под нагрузками · сдвигаются на промежутки меньшие, чем межатомное расстояние;

· блоки кристалла поворачиваются несущественно

· перемещаются на расстояния, большие межатомных;

· в структуре появляются остаточные изменения;

· нет макроскопических нарушений сплошности металла

Деформирование формы и структуры после прекращения нагрузки устраняется полностью не убирается
Вызывается воздействием стрессов · нормальных;

· низких касательных

больших касательных
Критерии сопротивления модуль упругости теоретическая крепость
Результат развития необратимость приходит, когда напряжения могут достигать предела упругости; упругая переходит в пластическую. возможность вязкого разрушения путем сдвига.

Пластическое деформирование ведет к модификациям в структурах металлов и их сплавов, а, поэтому, к изменениям их параметров.

Механизм появления

Появление пластической деформации вызвано процессами, имеющими кристаллографическую природу: скольжением; двойникованием; межзеренным перемещением.

Скольжение

Происходит под влиянием касательных стрессов. Вырисовывается в виде перемещения одной части кристалла относительно другой. Данный процесс, в границах кристалла, именуется линейной дислокацией. Когда линейная дислокация выходит из кристалла, на его поверхности появляется ступенька, равная одному периоду решётки. Увеличение напряжения ведет к перемещению новых атомных плоскостей. Появляются новые ступеньки единичных сдвигов на поверхности кристалла. Чтобы дислокация продвинулась, не требуется разрывать все атомные связи в плоскости скольжения. Межатомная связь разрывается только в краевой зоне дислокации.

Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон

Современная доктрина основывается на положениях:

  • очередность распространения скольжения в плоскости сдвига;
  • место появления скольжения – это область нарушение кристаллической решётки, появляющаяся при нагружении кристалла.

Одно из параметров металла – теоретическая крепость. Ее применяют для характеристики сопротивления пластическому деформированию. Она устанавливается силами межатомных связей в кристаллических решётках и существенно превосходит настоящую. Так для железа крепость:

  • 30 кг/мм — настоящая;
  • 1340 кг/мм — теоретическая.

Таким образом, особенности воздействия холодной деформации используются для улучшения рабочих характеристик изделий. Сочетанием горячей и холодной деформаций, режимов термообработки можно воздействовать на изменение этих свойств в требуемых пределах.

Интенсивная пластическая деформация

Получить беспористые объемные металлические наноматериалы можно технологиями интенсивной пластической деформации (ИПД). Их суть заключается в деформировании металлических заготовок:

  • при относительно небольших температурах;
  • при повышенном давлении;
  • с высокими степенями деформации.

Это обеспечивает формирование гомогенной наноструктуры с большеугловыми границами зерен. Вопреки интенсивному воздействию, образцы не должны получать механические повреждения и разрушаться.

  1. кручение (ИПДК);
  2. разноканальное угловое прессование;
  3. всесторонняя ковка;
  4. мультиосевое деформирование;
  5. знакопеременный изгиб;
  6. аккумулированная прокатка.

Первые работы по созданию наноматериалов выполнены в 80х-90х годах ХХ века с использованием методов кручения и разноканального прессования. Первый метод применим для небольших образцов – получаются пластинки диаметром 10…20 мм и толщиной до 0,5 мм. Для того чтобы получить массивные наноконструкции используется второй метод, в основу которого положена деформация сдвигом.

Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон
Пластическая деформация материалов методы, процесс, закон

Методы пластической деформации позволяют получать заготовки из стали, сплавов цветных металлов и других материалов (резина, керамика, пластмассы).

Они высокопроизводительные, позволяют обеспечить требуемое качество получаемых изделий, улучшить их механические свойства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

  Лучшие зубные щетки 2019 года - 15 ТОП рейтинг лучших

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.