Білоруський державний університет ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛНЕКТРОНІКІ
Кафедра інженерної графіки
РЕФЕРАТ на тему:
«Дослідне вивчення властивостей матеріалів: призначення та види випробувань. Підвищення плинності при повторних навантаженнях »
МІНСЬК, 2008
Для вивчення властивостей матеріалів і встановлення величини граничних напруг (по руйнуванню або по пластичних деформацій) виробляють випробування зразків матеріалу аж до руйнування. Випробування проводять при навантаженнях наступних категорій: статичної, ударної і циклічної (випробування на втому або витривалість).
По виду деформації, випробовуваної зразком, розрізняють випробування на розтяг, стиск, кручення і вигин. Значно рідше проводять випробування на складне опір, наприклад, поєднання розтягування і кручення.
Так як результати випробувань залежать від форми зразка, швидкості його деформування, температури при випробуванні і т. д., то експеримент зазвичай ведуть в умовах, передбачених Державними стандартами (ГОСТ).
Випробування проводять на спеціальних машинах, різноманітних по конструкції та потужності.
Для вимірювання деформацій застосовують спеціальні прилади (тензометри), що мають високу чутливість.
Детальний опис випробувальних машин і приладів можна знайти в спеціальних довідниках.
Для статичного випробування потрібно (як мінімум) 2 ідентичних зразка, а динамічного випробування - 3 зразки. При випробуванні на витривалість необхідно мати 10 ідентичних зразків. Для отримання більш надійних результатів при випробуванні менш однорідних матеріалів число повторних випробувань слід по можливості збільшувати.
Найбільше поширення мають випробування на розтяг статичним навантаженням, тому що вони найбільш прості і в той же час
в багатьох випадках дають можливість досить точно судити про поведінку матеріалу при інших видах деформації.
На рис. 2.7 показані застосовувані зразки для випробувань на розтяг. Нормальні циліндричні зразки мають діаметр 20 мм і початкову розрахункову довжину 10 = 10 d0 (довгі зразки) або / 0 = 5 d0 (короткі зразки). Розрахункова довжина / 0 дорівнює відстані між ризиками, нанесеними на циліндричній частині зразка.
Метою випробування на розтяг є визначення механічних характеристик матеріалу. При випробуванні автоматично записується діаграма залежності між розтягує зразок силою Р і подовженням зразка Δl.
Для того щоб можна було порівнювати результати випробування зразків різних розмірів, виготовлених з однакових матеріалів, діаграму розтягування перебудовують і зображують в іншій системі координат: по осі ординат відкладають величину нормального напруження у поперечному перерізі розтягуючої зразка
Цю діаграму називають умовною діаграмою розтягування (або діаграмою умовних напруг), так як напруги і відносні подовження обчислюються відповідно по відношенню до початкової площі перерізу та первинної довжини зразка.
На рис. 2.8 наведена в координатах ε, σ діаграма розтягу зразка з маловуглецевої сталі.
Як видно, спочатку на ділянці ОА до деякої напруги σп, званого межею пропорційності, деформації ростуть пропорційно напруженням.
Отже, до межі пропорційності зберігає силу закон Гука. Для сталі ст.З межа пропорційності σп ≈ 2000 кГ/см2 (застосовується також позначення σпц). При подальшому збільшенні навантаження діаграма стає криволінійної.
Однак якщо напруження не перевершують певної величини - межі пружності σу, то матеріал зберігає свої пружні властивості, тобто при розвантаженні зразок відновлює свою початкову форму і розміри.
Для сталі Ст. 3 межа пружності σу ≈ 2100 кГ/см2. Різниця між межею пропорційності і межею пружності невелика, і на практиці звичайно не роблять різниці між σп і σу.
Якщо навантаження збільшувати ще далі, то настає такий момент (точка С), коли деформації починають рости практично без збільшення навантаження.
Горизонтальний ділянку CD діаграми називається майданчиком плинності.
Напруга, при якому відбувається зростання деформацій без збільшення навантаження, називається межею плинності і позначається σт.
Для сталі ст.З межа плинності σт ≈ 2400 кГ/см2.
Ряд матеріалів при розтягуванні дає діаграму без вираженої площадки плинності; для них встановлюється так званий умовний межа текучості.
Умовною межею плинності називається напруга, якому відповідає залишкова деформація, рівна 0,2%. Умовний межа плинності позначається σ0, 2. До матеріалів, для яких визначається умовна границя текучості, відносяться дюралюміній, бронза, високовуглецеві і леговані сталі (наприклад, для сталі 37ХНЗА σ0, 2 = 10 000 кг/см2).
Як показують дослідження зразків сталі, плинність супроводжується значними взаємними зрушеннями кристалів, в результаті чого на поверхні зразка з'являються лінії (так звані лінії Людерс - Чернова), нахилені до осі зразка під кутом приблизно 45 ° (рис. 2.9, а).
Подовжився на деяку величину при постійному значенні сили, тобто зазнавши стан плинності, матеріал знову набуває здатності чинити опір розтяганню (зміцнюється), і діаграма за точкою D піднімається вгору, хоча набагато більш полого, ніж раніше (див. рис. 2.8).
Точка Е діаграми відповідає найбільшому умовному напрузі, званому межею міцності, або тимчасовим опором.
Для сталі ст.З межа міцності становить σв = 4000ч5000 кГ/см2 (застосовується також позначення σпч). У високоміцних сталей величина межі міцності сягає 17 000 кг/см2 (сталь 40ХНМА та ін.) Межа міцності при розтягуванні позначається σв. р, при стисненні - σн. с.
При досягненні напругою величини межі міцності на зразку з'являється різке місцеве звуження, так звана шийка (рис. 2.9, б). Площа перерізу зразка в шийці швидко зменшується і, як наслідок, падає зусилля і умовне напругу. Розрив зразка відбувається за найменшим перетину шийки.
Крім перерахованих вище механічних характеристик матеріалу, при випробуванні на розтяг визначають також відносне залишкове подовження при розриві δ, що є важливою характеристикою пластичності матеріалу
де
Для сталі ст.З δ ≥ 24%. У високоміцних сталей ця величина знижується до 7-10%. Величина δ залежить від співвідношення між довжиною зразка і його поперечними розмірами. Тому в довідниках вказується, на якому зразку визначалася величина δ. Наприклад, δ 5 позначає, що подовження було визначено на п'ятикратному зразку, тобто зразку, у якого відношення розрахункової довжини до діаметра дорівнює п'яти.
Певне таким шляхом, подовження є деяким середнім подовженням, тому що деформації розподіляються по довжині зразка нерівномірно. Найбільше подовження виникає в місці розриву. Воно називається істинним подовженням при розриві.
Другою характеристикою пластичності матеріалу є відносне залишкове звуження при розриві
де F0 - початкова площа поперечного перерізу;
F1 - площа поперечного перерізу в найбільш тонкому місці шийки після розриву.
Величина ψ характеризує властивості пластичності більш точно, ніж δ, оскільки вона меншою мірою залежить від форми зразка. Для сталі ст.З значення ψ становить 50-60%.
Як було зазначено вище, діаграми розтягування для багатьох марок сталі, а також сплавів, кольорових металів не мають площадки плинності. Характерний вид діаграми розтягування для подібних матеріалів зображений на рис. 2.10.
Для вивчення значних пластичних деформацій необхідно знати справжню діаграму розтягування, що дає залежність між істинними деформаціями та істинними напругами, які обчислюються шляхом ділення сили, що розтягує на справжню площа поперечного перерізу зразка (з урахуванням звуження).
Так як справжня площа поперечного перерізу менше первісної, то діаграма істинних напружень йде вище діаграми умовних напружень, особливо після утворення шийки, коли відбувається різке зменшення поперечного перерізу зразка (крива OCS на рис. 2.8).
Зазвичай застосовують наближені способи побудови діаграми істинних напружень, які викладаються в повних курсах опору матеріалів.
Розглянута діаграма розтягування (див. рис. 2.8) є характерною для так званих пластичних матеріалів, тобто матеріалів, здатних отримувати значні залишкові деформації (δ), не руйнуючись.
Чим пластічнєє матеріал, тим більше δ. До числа досить пластичних матеріалів відносяться мідь, алюміній, латунь, малоуглеродистая сталь і ін
Менш пластичними є дюраль і бронза, а слабопластичному матеріалами - більшість легованих сталей.
Протилежним властивості пластичності є крихкість, тобто здатність матеріалу руйнуватися при незначних залишкових деформаціях. Для таких матеріалів величина залишкового подовження при розриві не перевищує 2-5%, а в ряді випадків вимірюється частками відсотка. До крихких матеріалів відносяться чавун, високовуглецева інструментальна сталь, камінь, бетон, скло, склопластики та ін Слід зазначити, що поділ матеріалів на пластичні й крихкі є умовним, оскільки залежно від умов випробування (швидкість навантаження, температура) і виду напруженого стану крихкі матеріали здатні вести себе як пластичні, а пластичні - як крихкі. Наприклад, чавунний зразок в умовах всебічного стиснення веде себе як пластичний матеріал, тобто не руйнується навіть при значних деформаціях. І навпаки, сталевий зразок з виточенням зруйнується при порівняно невеликій деформації.
Таким чином, правильніше говорити про пластичному і крихкому станах матеріалу.
При розтягуванні зразків з крихких матеріалів спостерігається ряд особливостей. Діаграма розтягування чавуну показана на рис. 2.11. З діаграми видно, що відхилення від закону Гука починається дуже рано. Розрив настає раптово при дуже малих деформаціях і без утворення шийки, що характерно для всіх крихких матеріалів.
При випробуванні на розтяг крихких матеріалів визначають, як правило, тільки межа міцності. Зазвичай при практичних розрахунках для крихких матеріалів відхилення від закону Гука не враховують, тобто криволінійну діаграму замінюють умовної прямолінійною діаграмою (див. штрихову лінію на рис. 2.11).
Для чавуну та інших крихких матеріалів помітний вплив на межу міцності при розриві надають розміри зразка. Це оцінюється масштабним коефіцієнтом
де
10 мм .
На рис. 2.12 представлені криві залежності εв від діаметра зразка для наступних матеріалів: високовуглецева і марганцевистих стали - /, легована сталь - 2, модифікований чавун - 3, сірий чавун - 4.
Особливо істотно позначається на величині εв зростання абсолютних розмірів зразка для чавуну (криві 3 і 4 на рис. 2.12).
Слід зазначити, що в останні роки досягнуто значних успіхів у справі створення високоміцних матеріалів.
Теоретичне значення межі міцності, розрахований на основі врахування взаємодії атомів в кристалі, складає приблизно одну десяту частину від Е, тобто для сталі приблизно 200 000 кг/см2, що майже в 10 разів більше, ніж межа міцності для існуючих марок високоміцних сталей.
До теоретичної міцності можна наблизитися двома шляхами.
Перший шлях - це створення матеріалів, вільних від внутрішніх дефектів, що мають ідеальну кристалічну решітку.
В даний час в лабораторних умовах вже отримані ниткоподібні кристали («вуса») заліза та інших металів діаметром 1-2 мкм, в яких повністю відсутні внутрішні дефекти.
Межа міцності таких «вусів» із заліза досягає 150 000 кг/см2.
Інший шлях, як це не парадоксально, прямо протилежний і полягає у створенні металів, що мають можливо більше порушень правильної кристалічної структури. Ці порушення мікроструктури (дислокації) можуть бути отримані або поєднанням пластичного деформування металу (наклепу) з термообробкою, або шляхом нейтронного опромінення. При цьому з кристалічної решітки вибиваються атоми і в решітці створюються або вільні місця - вакансії, або атоми без місця - впроваджені атоми. Ці порушення мікроструктури роблять метал більш міцним, так як ускладнюють пересування всередині кристала, подібно до того, як шорсткі поверхні двох брусків перешкоджають їх ковзанню.
Якщо при навантаженні зразка не був перевищений межа пружності, то при розвантаженні всі деформації повністю зникнуть і при повторному навантаженні цей зразок буде себе вести так само, як і при першому навантаженні.
Якщо ж зразок був навантажений до напруги, більшого межі пружності, наприклад, до напруги, відповідного точці До діаграми на рис. 2.8, то розвантаження піде по прямій KL, паралельної лінії О А. Пружна частина деформації (відрізок LM) зникне, пластична ж частина деформації (відрізок 0L) залишиться.
Якщо матеріал навантажувати знову, то діаграма піде по прямій LK до самої точки К. Залишковий подовження при розриві буде вимірюватися величиною відрізка LR, тобто мати меншу величину, ніж при первинному одноразовому навантаженні до розриву.
Отже, при повторних навантаженнях зразка, попередньо розтягнутого до виникнення в ньому напруг, великих межі плинності, межа пропорційності підвищується до того рівня, якого досягли напруги за попередньої навантаженні. Якщо між розвантаженням і повторним навантаженням була перерва, то межа пропорційності підвищується ще більше.
Слід зазначити, що діаграма LKEN, одержувана при повторному навантаженні, не має площадки плинності, тому для зразка, що зазнав розвантаження і повторне навантаження, визначається умовна границя текучості (σ0, 2), який, очевидно, вище межі текучості при первинному навантаженні. У зазначеному сенсі можна говорити про підвищення межі текучості при повторному навантаженні.
Явище підвищення межі пропорційності і зниження пластичності матеріалу при повторних навантаженнях називається наклепом. Наклеп у багатьох випадках є небажаним явищем, так як наклепанной метал стає більш крихким.
Однак у цілому ряді інших випадків наклеп корисний і його створюють штучно, наприклад, в деталях, які зазнають впливу змінних навантажень.
Література
1 Феодос'єв В.І. Опір матеріалів 2002
2 Бєляєв Н.М. Опір матеріалов.1999
3 Красковський Є.Я., Дружинін Ю.А., Філатова Є.М. Розрахунок і конструювання механізмів приладів та обчислювальних сістем.1991
4 Работнов Ю.М. Механіка деформівного твердого тела.2004
5 Стьопін П.А. Опір матеріалов.1990
Кафедра інженерної графіки
РЕФЕРАТ на тему:
«Дослідне вивчення властивостей матеріалів: призначення та види випробувань. Підвищення плинності при повторних навантаженнях »
МІНСЬК, 2008
Для вивчення властивостей матеріалів і встановлення величини граничних напруг (по руйнуванню або по пластичних деформацій) виробляють випробування зразків матеріалу аж до руйнування. Випробування проводять при навантаженнях наступних категорій: статичної, ударної і циклічної (випробування на втому або витривалість).
По виду деформації, випробовуваної зразком, розрізняють випробування на розтяг, стиск, кручення і вигин. Значно рідше проводять випробування на складне опір, наприклад, поєднання розтягування і кручення.
Так як результати випробувань залежать від форми зразка, швидкості його деформування, температури при випробуванні і т. д., то експеримент зазвичай ведуть в умовах, передбачених Державними стандартами (ГОСТ).
Випробування проводять на спеціальних машинах, різноманітних по конструкції та потужності.
Для вимірювання деформацій застосовують спеціальні прилади (тензометри), що мають високу чутливість.
Детальний опис випробувальних машин і приладів можна знайти в спеціальних довідниках.
Для статичного випробування потрібно (як мінімум) 2 ідентичних зразка, а динамічного випробування - 3 зразки. При випробуванні на витривалість необхідно мати 10 ідентичних зразків. Для отримання більш надійних результатів при випробуванні менш однорідних матеріалів число повторних випробувань слід по можливості збільшувати.
Найбільше поширення мають випробування на розтяг статичним навантаженням, тому що вони найбільш прості і в той же час
в багатьох випадках дають можливість досить точно судити про поведінку матеріалу при інших видах деформації.
На рис. 2.7 показані застосовувані зразки для випробувань на розтяг. Нормальні циліндричні зразки мають діаметр
Метою випробування на розтяг є визначення механічних характеристик матеріалу. При випробуванні автоматично записується діаграма залежності між розтягує зразок силою Р і подовженням зразка Δl.
Для того щоб можна було порівнювати результати випробування зразків різних розмірів, виготовлених з однакових матеріалів, діаграму розтягування перебудовують і зображують в іншій системі координат: по осі ординат відкладають величину нормального напруження у поперечному перерізі розтягуючої зразка
Цю діаграму називають умовною діаграмою розтягування (або діаграмою умовних напруг), так як напруги і відносні подовження обчислюються відповідно по відношенню до початкової площі перерізу та первинної довжини зразка.
На рис. 2.8 наведена в координатах ε, σ діаграма розтягу зразка з маловуглецевої сталі.
Як видно, спочатку на ділянці ОА до деякої напруги σп, званого межею пропорційності, деформації ростуть пропорційно напруженням.
Отже, до межі пропорційності зберігає силу закон Гука. Для сталі ст.З межа пропорційності σп ≈ 2000 кГ/см2 (застосовується також позначення σпц). При подальшому збільшенні навантаження діаграма стає криволінійної.
Однак якщо напруження не перевершують певної величини - межі пружності σу, то матеріал зберігає свої пружні властивості, тобто при розвантаженні зразок відновлює свою початкову форму і розміри.
Для сталі Ст. 3 межа пружності σу ≈ 2100 кГ/см2. Різниця між межею пропорційності і межею пружності невелика, і на практиці звичайно не роблять різниці між σп і σу.
Якщо навантаження збільшувати ще далі, то настає такий момент (точка С), коли деформації починають рости практично без збільшення навантаження.
Горизонтальний ділянку CD діаграми називається майданчиком плинності.
Напруга, при якому відбувається зростання деформацій без збільшення навантаження, називається межею плинності і позначається σт.
Для сталі ст.З межа плинності σт ≈ 2400 кГ/см2.
Ряд матеріалів при розтягуванні дає діаграму без вираженої площадки плинності; для них встановлюється так званий умовний межа текучості.
Умовною межею плинності називається напруга, якому відповідає залишкова деформація, рівна 0,2%. Умовний межа плинності позначається σ0, 2. До матеріалів, для яких визначається умовна границя текучості, відносяться дюралюміній, бронза, високовуглецеві і леговані сталі (наприклад, для сталі 37ХНЗА σ0, 2 = 10 000 кг/см2).
Як показують дослідження зразків сталі, плинність супроводжується значними взаємними зрушеннями кристалів, в результаті чого на поверхні зразка з'являються лінії (так звані лінії Людерс - Чернова), нахилені до осі зразка під кутом приблизно 45 ° (рис. 2.9, а).
Подовжився на деяку величину при постійному значенні сили, тобто зазнавши стан плинності, матеріал знову набуває здатності чинити опір розтяганню (зміцнюється), і діаграма за точкою D піднімається вгору, хоча набагато більш полого, ніж раніше (див. рис. 2.8).
Точка Е діаграми відповідає найбільшому умовному напрузі, званому межею міцності, або тимчасовим опором.
Для сталі ст.З межа міцності становить σв = 4000ч5000 кГ/см2 (застосовується також позначення σпч). У високоміцних сталей величина межі міцності сягає 17 000 кг/см2 (сталь 40ХНМА та ін.) Межа міцності при розтягуванні позначається σв. р, при стисненні - σн. с.
При досягненні напругою величини межі міцності на зразку з'являється різке місцеве звуження, так звана шийка (рис. 2.9, б). Площа перерізу зразка в шийці швидко зменшується і, як наслідок, падає зусилля і умовне напругу. Розрив зразка відбувається за найменшим перетину шийки.
Крім перерахованих вище механічних характеристик матеріалу, при випробуванні на розтяг визначають також відносне залишкове подовження при розриві δ, що є важливою характеристикою пластичності матеріалу
де
Для сталі ст.З δ ≥ 24%. У високоміцних сталей ця величина знижується до 7-10%. Величина δ залежить від співвідношення між довжиною зразка і його поперечними розмірами. Тому в довідниках вказується, на якому зразку визначалася величина δ. Наприклад, δ 5 позначає, що подовження було визначено на п'ятикратному зразку, тобто зразку, у якого відношення розрахункової довжини до діаметра дорівнює п'яти.
Певне таким шляхом, подовження є деяким середнім подовженням, тому що деформації розподіляються по довжині зразка нерівномірно. Найбільше подовження виникає в місці розриву. Воно називається істинним подовженням при розриві.
Другою характеристикою пластичності матеріалу є відносне залишкове звуження при розриві
де F0 - початкова площа поперечного перерізу;
F1 - площа поперечного перерізу в найбільш тонкому місці шийки після розриву.
Величина ψ характеризує властивості пластичності більш точно, ніж δ, оскільки вона меншою мірою залежить від форми зразка. Для сталі ст.З значення ψ становить 50-60%.
Як було зазначено вище, діаграми розтягування для багатьох марок сталі, а також сплавів, кольорових металів не мають площадки плинності. Характерний вид діаграми розтягування для подібних матеріалів зображений на рис. 2.10.
Для вивчення значних пластичних деформацій необхідно знати справжню діаграму розтягування, що дає залежність між істинними деформаціями та істинними напругами, які обчислюються шляхом ділення сили, що розтягує на справжню площа поперечного перерізу зразка (з урахуванням звуження).
Так як справжня площа поперечного перерізу менше первісної, то діаграма істинних напружень йде вище діаграми умовних напружень, особливо після утворення шийки, коли відбувається різке зменшення поперечного перерізу зразка (крива OCS на рис. 2.8).
Зазвичай застосовують наближені способи побудови діаграми істинних напружень, які викладаються в повних курсах опору матеріалів.
Розглянута діаграма розтягування (див. рис. 2.8) є характерною для так званих пластичних матеріалів, тобто матеріалів, здатних отримувати значні залишкові деформації (δ), не руйнуючись.
Чим пластічнєє матеріал, тим більше δ. До числа досить пластичних матеріалів відносяться мідь, алюміній, латунь, малоуглеродистая сталь і ін
Менш пластичними є дюраль і бронза, а слабопластичному матеріалами - більшість легованих сталей.
Протилежним властивості пластичності є крихкість, тобто здатність матеріалу руйнуватися при незначних залишкових деформаціях. Для таких матеріалів величина залишкового подовження при розриві не перевищує 2-5%, а в ряді випадків вимірюється частками відсотка. До крихких матеріалів відносяться чавун, високовуглецева інструментальна сталь, камінь, бетон, скло, склопластики та ін Слід зазначити, що поділ матеріалів на пластичні й крихкі є умовним, оскільки залежно від умов випробування (швидкість навантаження, температура) і виду напруженого стану крихкі матеріали здатні вести себе як пластичні, а пластичні - як крихкі. Наприклад, чавунний зразок в умовах всебічного стиснення веде себе як пластичний матеріал, тобто не руйнується навіть при значних деформаціях. І навпаки, сталевий зразок з виточенням зруйнується при порівняно невеликій деформації.
Таким чином, правильніше говорити про пластичному і крихкому станах матеріалу.
При розтягуванні зразків з крихких матеріалів спостерігається ряд особливостей. Діаграма розтягування чавуну показана на рис. 2.11. З діаграми видно, що відхилення від закону Гука починається дуже рано. Розрив настає раптово при дуже малих деформаціях і без утворення шийки, що характерно для всіх крихких матеріалів.
При випробуванні на розтяг крихких матеріалів визначають, як правило, тільки межа міцності. Зазвичай при практичних розрахунках для крихких матеріалів відхилення від закону Гука не враховують, тобто криволінійну діаграму замінюють умовної прямолінійною діаграмою (див. штрихову лінію на рис. 2.11).
Для чавуну та інших крихких матеріалів помітний вплив на межу міцності при розриві надають розміри зразка. Це оцінюється масштабним коефіцієнтом
де
На рис. 2.12 представлені криві залежності εв від діаметра зразка для наступних матеріалів: високовуглецева і марганцевистих стали - /, легована сталь - 2, модифікований чавун - 3, сірий чавун - 4.
Особливо істотно позначається на величині εв зростання абсолютних розмірів зразка для чавуну (криві 3 і 4 на рис. 2.12).
Слід зазначити, що в останні роки досягнуто значних успіхів у справі створення високоміцних матеріалів.
Теоретичне значення межі міцності, розрахований на основі врахування взаємодії атомів в кристалі, складає приблизно одну десяту частину від Е, тобто для сталі приблизно 200 000 кг/см2, що майже в 10 разів більше, ніж межа міцності для існуючих марок високоміцних сталей.
До теоретичної міцності можна наблизитися двома шляхами.
Перший шлях - це створення матеріалів, вільних від внутрішніх дефектів, що мають ідеальну кристалічну решітку.
В даний час в лабораторних умовах вже отримані ниткоподібні кристали («вуса») заліза та інших металів діаметром 1-2 мкм, в яких повністю відсутні внутрішні дефекти.
Межа міцності таких «вусів» із заліза досягає 150 000 кг/см2.
Інший шлях, як це не парадоксально, прямо протилежний і полягає у створенні металів, що мають можливо більше порушень правильної кристалічної структури. Ці порушення мікроструктури (дислокації) можуть бути отримані або поєднанням пластичного деформування металу (наклепу) з термообробкою, або шляхом нейтронного опромінення. При цьому з кристалічної решітки вибиваються атоми і в решітці створюються або вільні місця - вакансії, або атоми без місця - впроваджені атоми. Ці порушення мікроструктури роблять метал більш міцним, так як ускладнюють пересування всередині кристала, подібно до того, як шорсткі поверхні двох брусків перешкоджають їх ковзанню.
Якщо при навантаженні зразка не був перевищений межа пружності, то при розвантаженні всі деформації повністю зникнуть і при повторному навантаженні цей зразок буде себе вести так само, як і при першому навантаженні.
Якщо ж зразок був навантажений до напруги, більшого межі пружності, наприклад, до напруги, відповідного точці До діаграми на рис. 2.8, то розвантаження піде по прямій KL, паралельної лінії О А. Пружна частина деформації (відрізок LM) зникне, пластична ж частина деформації (відрізок 0L) залишиться.
Якщо матеріал навантажувати знову, то діаграма піде по прямій LK до самої точки К. Залишковий подовження при розриві буде вимірюватися величиною відрізка LR, тобто мати меншу величину, ніж при первинному одноразовому навантаженні до розриву.
Отже, при повторних навантаженнях зразка, попередньо розтягнутого до виникнення в ньому напруг, великих межі плинності, межа пропорційності підвищується до того рівня, якого досягли напруги за попередньої навантаженні. Якщо між розвантаженням і повторним навантаженням була перерва, то межа пропорційності підвищується ще більше.
Слід зазначити, що діаграма LKEN, одержувана при повторному навантаженні, не має площадки плинності, тому для зразка, що зазнав розвантаження і повторне навантаження, визначається умовна границя текучості (σ0, 2), який, очевидно, вище межі текучості при первинному навантаженні. У зазначеному сенсі можна говорити про підвищення межі текучості при повторному навантаженні.
Явище підвищення межі пропорційності і зниження пластичності матеріалу при повторних навантаженнях називається наклепом. Наклеп у багатьох випадках є небажаним явищем, так як наклепанной метал стає більш крихким.
Однак у цілому ряді інших випадків наклеп корисний і його створюють штучно, наприклад, в деталях, які зазнають впливу змінних навантажень.
Література
1 Феодос'єв В.І. Опір матеріалів 2002
2 Бєляєв Н.М. Опір матеріалов.1999
3 Красковський Є.Я., Дружинін Ю.А., Філатова Є.М. Розрахунок і конструювання механізмів приладів та обчислювальних сістем.1991
4 Работнов Ю.М. Механіка деформівного твердого тела.2004
5 Стьопін П.А. Опір матеріалов.1990