Пластичность зависит от природы материала (его химического состава и структуры), температуры, скорости деформации, степени отверждения и условий напряжения во время деформации.
Влияние природных свойств металла. Пластичность напрямую зависит от химического состава материала.
По мере увеличения содержания углерода в стали пластичность уменьшается.
Элементы, которые составляют сплавы как примеси, имеют большое влияние. Олово, сурьма, свинец и сера не растворяются в металле и расположены вдоль границ зерен, ослабляя связь между ними. Эти элементы имеют низкую температуру плавления и плавятся и теряют пластичность при нагревании до высокой температуры деформации. Замещающие примеси являются менее пластичными, чем примеси внедрения.
- Пластичность зависит, в частности, от структурного состояния металла при термической деформации. Пластичность уменьшается из-за неоднородности микроструктуры. Однофазные сплавы при прочих равных условиях всегда более пластичны, чем двухфазные. Фазы имеют разные механические свойства и деформация неравномерна.
Тонкий металл более пластичен, чем грубый металл. Слиток металла менее пластичен, чем металлопрокат или кованая заготовка. Это связано с тем, что литая структура имеет резкую неравномерность зерен, включений и других дефектов.
Влияние температуры. При очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, все металлы являются хрупкими. При изготовлении конструкций, работающих при низких температурах, необходимо учитывать низкую пластичность.
При повышении температуры пластичность низко- и среднеуглеродистых сталей увеличивается. Это потому, что нарушение границы зерна было исправлено. Однако увеличение пластичности не является однообразным. В нескольких температурных интервалах наблюдается «провал» пластичности.
Следовательно, в случае чистого железа хрупкость обнаруживается при температуре от 900 до 1000 ° С. Это связано с фазовым переходом металла. Снижение пластичности при температуре 300-400 ° С называется кенолитом при температуре 850-1000 ° С.
- Высоколегированная сталь обладает отличными свойствами холодной прокатки. Для подшипниковых сталей пластичность практически не зависит от температуры. Отдельные сплавы имеют интервалы, которые увеличивают пластичность.
Когда температура приближается к точке плавления, пластичность быстро уменьшается из-за перегрева и горения. Перегрев представлен чрезмерным ростом зерна металла перед деформацией. Перегрев корректируется путем нагревания до определенной температуры и последующего быстрого охлаждения. Ожоговая лихорадка — это неконтролируемый брак. Это в окислении больших границ зерна. В этом случае металл хрупок и разрушен.
Влияние упрочнения и скорости деформации. Закалка снижает пластичность металла.
Существует два эффекта скорости деформации на пластичность. При обработке под высоким давлением повышенная скорость приводит к снижению пластичности. Отверждение впереди рекристаллизации. Во время холодной обработки увеличение скорости деформации почти всегда увеличивает пластичность при нагревании металла.
Влияние характера стрессового состояния. Характер напряженного состояния оказывает существенное влияние на пластичность. Увеличение роли сжимающего напряжения в схеме общего напряженного состояния повышает пластичность. В условиях, когда полное сжатие является значительным, даже очень хрупкие материалы могут деформироваться.
- В этом случае комплексная схема сжатия является наиболее выгодной для развития пластических свойств, потому что предотвращается внутризеренная деформация, и вся деформация происходит из-за внутризерновой структуры.
- Поскольку роль растягивающего напряжения увеличивается, пластичность уменьшается.
- В условиях полного растяжения с небольшими различиями в основных напряжениях большинство пластмассовых материалов будут хрупкими и разрушаться, если напряжение сдвига в начале пластической деформации мало.
Принципиальная схема напряжений может определять пластичность металла. Чем больше роль сжимающего напряжения, тем выше пластичность обрабатываемого металла. Так, например, пластичность металла при прессовании выше, чем при волочении. Например, сжимающее напряжение может быть увеличено во время обработки давлением путем приложения бокового давления к металлу с помощью твердой инструментальной стенки.
Смотрите также:
Примеры решения задач по материаловедению
