- •Введение
- •1. Строение металлов
- •Решетки
- •2. Понятия об упругой и пластической деформации
- •3. Пластическая деформация
- •3.1. Пластическое течение
- •3 .2. Механизмы пластической деформации.
- •3.3. Локализация пластической деформации металлов
- •4. Влияние холодной пластической деформации на физико-химические свойства металлов
- •4.1. Упрочнение при холодной деформации
- •5. Физический смысл кривой упрочнения
- •Продифференцируем
- •6. Деформация при повышенных температурах
- •7. Виды деформации при обработке давлением
- •8. Влияние температуры на пластические свойства металла
- •9. Преимущества и недостатки горячей обработки давлением
- •10. Скорость деформации. Влияние скорости деформации на пластичность металлов
- •От скорости
- •Деформации при осадке
- •11. Сверхпластичность
- •12. Основные пути повышения пластичности
- •13. Трение при пластической деформации
- •14 Смазки в омд и требования к ним.
- •15. Механизм действия смазок
- •16. Методы экспериментального определения коэффициента трения при обработке мателлов давлением
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3. Пластическая деформация
3.1. Пластическое течение
Течение вещества является одной из форм движения материи. Любое вещество можно рассматривать как систему кинетических единиц. Кинетическими единицами могут быть атомы, молекулы, мицеллы, макромолекулы и их отдельные звенья. Если кинетические единицы тела занимают места устойчивого равновесия, отвечающие минимуму потенциальной энергии системы, то такое состояние кинетических единиц является признаком механически ненапряженного (свободного) тела. Тепловое движение кинетических единиц при описании их механического состояния условно во внимание не принимается. Если кинетические единицы оставляют места устойчивого равновесия в результате какого-либо механического воздействия, то они тем самым переходят в активизированное состояние, которое служит признаком напряженного тела. Может быть, явно напряженное тело, и скрыто напряженное тело. Первым является тело, кинетические единицы которого возвращаются к местам их устойчивого равновесия, когда прекращается действие внешнего нагружения. Если активизированное состояние кинетических единиц возникает под действием внутренних взаимноуравновешивающихся сил, то такое тело является, скрыто напряженным ввиду отсутствия внешних (явных) признаков его нагружения.
В нагруженном или явно напряженном теле также следует различать два механических состояния кинетических единиц, зависящих от степени их активизации. Первое характеризуется такой степенью активизации кинетических единиц, при которой последние только отклоняются от мест устойчивого равновесия, но не преодолевают потенциальных барьеров. Внешним проявлением подобного состояния является упругая деформация тела. Второе состояние характеризуется такой степенью активизации кинетических единиц, при которой последние, преодолевая потенциальные барьеры, перемещаются из одних мест устойчивого равновесия в другие, причем это перемещение зависит от направления сил, приводящих кинетические единицы в активизированное состояние. Внешним проявлением направленного перемещения кинетических единиц является течение тела, потому напряженное тело, находящееся в этом состоянии, можно назвать текущим телом. Перемещение представляет необратимый процесс и имеет многообразные формы и отличительные особенности, зависящие от природы тел.
Если тело в результате механического воздействия необратимо изменяет форму и размеры и после прекращения этого воздействия в течение продолжительного времени сохраняет полученную форму и размеры, то такой вид течения вещества можно назвать твердым течением или пластической деформацией. Термины «твердое течение» и «пластическая деформация», сокращенно «течение» и «деформация», в данном случае принимаются как равнозначные.
Твердое течение в свою очередь можно разделить на пластическое течение и вязкое течение. Для первого характерно упорядоченное перемещение его кинетических единиц, для второго—упорядоченное перемещение этих единиц. Таким образом, пластическая деформация является одним из видов течения вещества, которые характерен для твердых тел и высоковязких жидкостей. Например, некоторые естественные смолы, имеющие вяз-ость 108—109 пз, при 20 ° месяцами не изменяют заметно разметы и форму, которые они получили при механическом воздействии при 20 °, хотя, в конечном счете, полученные пластической деформацией образцы теряют свою форму в результате медленного течения смолы под действием собственного веса. Есть синтетические смолы, имеющие примерно такую же вязкость, как указанные естественные смолы, в которых под действием давления, вызвавшего пластическую деформацию, происходят химические реакции, ведущие к значительному отвердеванию тела. В результате полученные размеры и форма не изменяются даже через несколько лет.
В то же время, относительно небольшие объемы некоторых металлических сплавов, находясь при температуре, несколько меньшей температуры их плавления, текут под влиянием собственного веса.
При изучении процесса течения полезно увеличить число признаков, устанавливающих грань между твердым телом и высоковязкой жидкостью. Обычно признаками разделения тел на твердые и жидкие служит наличие или отсутствие определенной температуры плавления и упорядоченность структуры. Различают упорядоченность ближнего и дальнего порядка. В жидкостях и телах аморфной модификации в пределах каждой элементарной ячейки, построенной также как в кристалле, часто соблюдается ближний порядок. Отличительным признаком твердого тела является упорядоченность дальнего порядка, характерная для кристаллов. Однако существуют и жидкие кристаллы. Возможно, что в области температур, несколько меньших температуры плавления, в металлическом веществе наблюдается скорее ближний, чем дальний порядок, т. е. вещество, не будучи еще расплавлено, приобретает уже некоторые особенности жидкого состояния. Сами термины «жидкое тело» и «твердое тело» говорят уже о различии реологического поведения этих тел. Поэтому при разделении тел на твердые и жидкие, кроме указанных признаков, полезно руководствоваться также реологическими признаками, к числу которых можно отнести следующие.
Рис. 3.1. Схематическое изображение строения
кристаллического (слева) и аморфного (справа) кварца
1.Тело является жидким, если оно под действием собственного веса принимает форму вмещающего его сосуда. Для высоковязких жидкостей промежуток времени, необходимый, для того чтобы принять форму, может быть весьма значительным. Время, необходимое для принятия формы, характеризует текучесть жидкости. Твердое тело, текущее под влиянием собственного веса, никогда не примет форму вмещающего его сосуда.
2.Тело является жидким, если при стремлении скорости течения тела к нулю предел текучести его при любой степени деформации также стремится к нулю. Если это условие не соблюдается, тело является твердым (с точки зрения учения о пластической деформации вещества).
Термин «механическое состояние тела» следует отличать от терминов «механическое состояние малого элемента сплошной среды» и «механическое состояние элемента тела». Под механическим состоянием малого элемента сплошной среды понимают его напряженное, деформированное и скоростное состояния, которые описываются соответствующими тензорами и принимаются одинаковыми для всех точек малого элемента.
В пределе малый элемент превращается в точку.
Под механическим состоянием элемента тела понимается совокупность механических состояний всех его малых элементов. Механическое состояние элемента тела описывается полями соответствующих тензоров.
Пластическое течение охватывает весь или часть объема нагружаемого тела. Объем, в котором происходит пластическое течение, называется очагом течения (деформации). В зависимости от условий нагружения напряженные, деформированные и скоростные состояния различным образам распределяются в очаге течения, который в соответствии с их распределением принимает ту или иную форму. Определить механические состояния очага течения — одна из важнейших задач учения о пластичности.