Пластическая деформация

Какими бывают виды деформации

Деформация в природе присутствует во всех процессах. Природные или вызванные деятельностью человека, различные процессы вызывают разные виды деформации. Вы сталкиваетесь с ней, сминая стаканчик из-под кофе или садясь на стул, открывая банку пива или разбивая вазу. Примеров бесчисленное множество. Рассмотрим, что такое деформация.

Упругая деформация. Теория упругости

Упругая деформация, как говорит специализированная литература, это деформация, которая исчезает после того, как действие внешних сил прекращается.

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.

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.


Нарост на пяточной кости, который располагается выше ахиллова сухожилия, назван в честь ученого,...

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.

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).

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.

Материалы по теме: