Пластическая деформация

1.

ПЛАСТИЧЕСКАЯ
ДЕФОРМАЦИЯ

2.

Деформация - изменение формы тела
под действием приложенных извне сил.
Деформация может быть упругой и
пластической.
Упругая исчезает после снятия нагрузки.
Пластическая не исчезает (возникает
остаточная деформация).

3.

Деформационная кривая ( )
Закон Гука
=Е×
(Е модуль Юнга, для нормальных напряжений)
= G × tg
(G модуль сдвига; угол наклона образца;
для сдвиговых деформаций)
= P/S
( напряжение; P нагрузка; S сечение образца)
= ( l /l ) × 100 %
(l длина образца; l изменение длины образца)
ОА область упругой деформации, где
соблюдается закон Гука.
Характеристики прочности
т ( 0.2) предел текучести
(возникает остаточная деформация; в
случае отсутствия площадки текучести
остаточная деформация 0.2 %)
в предел прочности
(временное сопротивление)
Характеристики пластичности
= ОN относительное удлинение
(максимальная пластическая
деформация до разрушения)
= S / S относительное уширение
Вязкость
а площадь под кривой ОАСТВDN
(работа на разрушение)

4.

Модули упругости E и G
Механизмом упругой деформации является изменение межатомных расстояний
кристаллической решетки под действием внешних сил. Снятие нагрузки приводит
к тому, что атомы занимают исходные положения и деформация исчезает.
Модули упругости Е и G характеризуют сопротивление материала упругой
деформации: чем сильнее в материале силы межатомного взаимодействия, тем
выше сопротивление упругой деформации.
Существует
аналогичная
корреляция
между
силами
межатомного
взаимодействия и температурой плавления Тпл, следовательно существует
корреляция между значениями модулей упругости и Тпл .
Корреляция между температурой плавления вещества и его модулем Юнга
Металл
Pb
Al
Cu
Fe
Mo
W
Tпл,ºС
327
660
1083
1539
2625
3410
Е, ГПа
16
70
130
210
325
400

5.

Основной механизм пластической деформации
Основным механизмом пластической деформации является скольжение дислокаций.
Под действием касательного напряжения больше некоторого критического значения кр разрываются связи
между двумя горизонтальными цепочками атомов: ближайшей вдоль направления скольжения к линии
дислокации и находящейся под ней. Устанавливаются новые связи между атомами линии дислокации и
нижней цепочкой. При этом дислокация смещается на одно межплоскостное расстоянии вправо. Так, за
счет эстафетного перемещения атомов, находящихся вблизи дислокации, на расстояния меньше
межатомных сдвиг может распространиться через весь кристалл.
Скольжение дислокаций происходит в плотноупакованных (ПУ) плоскостях кристаллической решетки вдоль
плотноупакованных направлений (плоскости и направления наиболее плотно заселенные атомами),
которые формируют системы скольжения.
В результате скольжения дислокаций одна часть кристалла сдвигается относительно другой. Этот сдвиг
необратим, так как энергия дислокаций в новом положении не отличается от их энергии в старых
положениях.

6.

ПУ плоскости и направления в некоторых решетках
[110]
(001)
ГЦК
ОЦК
ГПУ
ГЦК
ПУ плоскости: {111}*
ПУ направления: <110>
ОЦК
ПУ плоскости: {110}
ПУ направления: <111>
ГПУ
ПУ плоскости: (001)
ПУ направления: <110>
*в фигурных скобках {…} обозначаются совокупности кристаллографически идентичных
плоскостей, т.е. плоскостей, которые могут переходить друг в друга при повороте
кристалла; совокупность кристаллографически идентичных направлений обозначаются в
треугольных скобках <…>.

7.

Основной механизм пластической деформации
Рассмотрим кристалл цилиндрической формы сечением S.
Ԧ
По нормали к сечению кристалла прикладывают растягивающую нагрузку