Пластичність і крихкість

Здатність матеріалу отримувати великі залишкові деформації-ції, не руйнуючись, носить назву пластичності. Властивість пластичності має вирішальне значення для таких технологічних опе-рацій, як штампування, витяжка, волочіння, гнучка й ін. Мірою пластичності є подовження  при розриві. Чим більше , тим більш пластичним вважається матеріал. Протилежним властивості пластичності яв-ляется властивість крихкості, т. Е. Здатність ма-териала руйнуватися без утворення помітних залишкових деформацій. Матеріали, що володіють цією властивістю, називаються крихкими. Для таких матеріалів величина подовження при розриві не перевищує 2-5%, а в ряді випадків вимірюється частками відсотка. До крихким мате-ріалах відносяться чавун, високовуглецева інструментальна сталь, скло, цегла, каміння та ін. Діаграма розтягування хруп-ких матеріалів не має площадки плинності і зони зміцнення (рис. 9).

По-різному поводяться пластичні і тендітні матеріали і при випробуванні на стиснення. Як уже згадувалося, випробування на стиск проводиться на коротких циліндричних зразках. Для маловуглецевої стали діаграма стиску зразка має вигляд кривої, показаної на рис. 10. Тут, як і для розтягування, виявляється майданчик плинності з подальшим переходом до зони зміцнення. Надалі, од-нако, навантаження не падає, як при розтягуванні, а різко зростає. Відбувається це в результаті того, що площа поперечного перерізу стиснутого зразка збільшується; сам зразок внаслідок тертя на торцях приймає бочкообразную форму (рис. 11). Довести зразок пластичного матеріалу до руйнування практично не вдається. Випробуваний циліндр стискається в тонкий диск (див. Рис. 11), і подальше випробування обмежується можливостями машини. Тому межа міцності при стисненні для такого роду матеріалів знайдений бути не може.

Інакше поводяться при досл-Британії на стиск крихкі матеріали. Діаграма стиску цих матеріалів зберігає якісні особливості діаграми розтягування (див. Рис. 9). Межа міцності крихкого матеріалу при стисненні визначається так само, як і при розтягуванні. Руйнування зразка відбувається з утворенням тре-нок по похилих або поздовжніх площинах (рис. 12).

опоставленіе межі міцності крихких матеріалів при рас-тяженіівр з межею міцності при стисненні вр показує, що ці матеріали мають, як правило, більш високими міцність каркасу-ними показниками при стисненні, ніж при розтягуванні. величина відносини

для чавуну k коливається в межах 0,2  0,4. Для керамічних матеріалів k = 0,1  0,2.

Для пластичних матеріалів зіставлення міцності харак-теристик на розтягування і стиснення ведеться за межею текучості (тр і тс). Прийнято вважати, що тр  тс.

Існують матеріали, здатні сприймати при розтягується-ванні великі навантаження, ніж при стисканні. Це зазвичай матеріали, що мають волокнисту структуру, - дерево і деякі типи пластмас. Цією властивістю володіють і деякі метали, наприклад магній. Розподіл матеріалів на пластичні і тендітні яв-ляется умовним не тільки тому, що між тими і іншими не існує різкого переходу в показнику . Залежно від умов випробування багато крихкі матеріали здатні вести себе як пластичні, а пластичні - як тендітні.

Дуже великий вплив на прояв властивостей пластичності і крихкості надає час навантаження і температурне впливів-ствие. При швидкому навантаженні різкіше проявляється властивість крихкості, а при тривалому впливі навантажень - властивість пластичності. Наприклад, крихке скло здатне при тривалому впливі навантаження при нормальній температурі отримувати осту-точні деформації. Пластичні ж матеріали, такі, як мало-вуглецева сталь, під впливом різкої ударного навантаження виявляють тендітні властивості.

Однією з основних технологічних операцій, що дозволяють через міняти в потрібному напрямку властивості матеріалу, є термо-обработка.Ізвестно, наприклад, що гарт різко підвищує характеристики міцності стали і одночасно знижує її пластичні властивості. Для більшості широко застосовуваних у машинобудуванні матеріалів добре через Вестн ті режими термообробки, які забезпечують отри-ня необхідних механічних характеристик матеріалу.

Випробування зразків на розтягування і стиснення дає об'єктивну оцінку властивостей матеріалу. У виробництві, проте, для оперативно-ного контролю над якістю виготовлених деталей цей метод випробування представляє в ряді випадків значні незручності. На-приклад, за допомогою випробування на розтягування і стиснення важко контролювати правильність термообробки готових виробів. Тому на практиці здебільшого вдаються до сравнітель-ної оцінки властивостей матеріалу за допомогою проби на твердість.

Під твердістю розуміється здатність матеріалу противод-відати механічному проникненню в нього сторонніх тіл. Як і нятно, що таке визначення твердості повторює, по суті, визначення властивостей міцності. У матеріалі при вдавливании в нього гострого предмета виникають місцеві пластичні деформації, з-супроводжуючих при подальшому збільшенні сил місцевим руйнуючої-ням. Тому показник твердості пов'язаний з показниками ін-ності і пластичності і залежить від конкретних умов ведення, ис-вання.

Найбільш широкого поширення набули проби по Бринелю і по Роквеллу. У першому випадку в поверхню досліджуваної деталі вдавлюється сталева кулька діаметром 10 мм, у другому - алмазний гострий наконечник. За обміру отриманого відбитка судять про твердість матеріалу. Випробувальна лабораторія зазвичай має складеної шляхом експериментів перекладної табли-цей, за допомогою якої можна наближено за показником твер-дости визначити межу міцності матеріалу. Таким чином, в результаті проби на твердість вдається визначити показники міцності матеріалу, не руйнуючи деталі.