Деформация металла

Деформация металла сопровождается возникновением микропор, ростом их числа и размеров, объединением пор, образованием микротрещин. Трещины по мере развития деформации и увеличения дефектности достигают критического размера, они теряют устойчивость и дальше развиваются взрывным образом, происходит макроразрушение. Далее поясняется микроструктура разрушенного образца из стали (образец был растянут до разрушения при комнатной температуре). Вся поверхность микроструктуры представляет собой ямки различных размеров, окруженные гребнями сильно пластически деформированного металла. Но если избежать процесса разрушения, то можно сделать металл максимально прочным и таким же надежным, как система Евробион - ультрасовременная станция биологической очистки сточных вод. Пластичность и износостойкость повышаются примерно в два раза по сравнению с металлом, получаемым обычной продольной прокаткой, когда упрочняющие составляющие вытягиваются «строчками» в направлении прокатки.

Очевидно, что процесс разрушения начинается с появления трещин или пор, которые по мере слияния укрупняются и воспринимаются как ямки на поверхности разрушения, разделенные гребнями металла, разрушившегося в последний момент. Для сравнения будет рассмотрена микроструктура того же металла не прошедшего пластическую деформацию, разрушенного хрупко по специальной методике (при 77 °К, ниже предела хладноломкости стали, с нанесением концентратора напряжений). На микроструктуре хорошо видны большие плоские фасетки скола (ФС) с характерным ручьистым узором веерообразной формы. Ямок, свидетельниц микроразрушения в процессе пластической деформации, на фотографии нет.

Возникновение и развитие несплошностей в процессе пластической деформации проявляется в изменении плотности обрабатываемого материала. По-видимому, следует в физических уравнениях, связывающих напряженное и деформированное состояние, учитывать разрыхление деформируемого материала по мере накопления, а не считать материал несжимаемым. Неоднородное поле распределения по объему тела будет вызывать в нем упругие напряжения подобные термическим напряжениям. Эксперименты показывают, что степень использования запаса пластичности дает характеристику степени разрыхления материала при пластической деформации.

Известно, что микроскопические нарушения сплошности, характеристикой которых является 4я, существенно влияют на эксплуатационные свойства изделий. Микропоры и микротрещины уменьшают долговечность элементов конструкций и механизмов. Они снижают величину работы зарождения и распространения трещины и повышают температуру хладноломкости, ухудшают антикоррозионную стойкость в агрессивных средах. Установлено, что микроскопические нарушения сплошности могут спонтанно (самопроизвольно) развиваться после прекращения пластической деформации. Это происходит, когда материал получил при обработке высокое значение. В этом случае микротрещины и микропоры могут развиваться после прекращения пластической деформации, если в, металле имеют место значительные остаточные напряжения или рабочие напряжения при эксплуатации изделия, не выводящие макроскопические деформации за пределы упругости.