Базові знання про сталь (2)

1. Пружна та пластична деформація

Пружна деформація виникає в умовах низького напруження, коли матеріал стискається, згинається або розтягується. Після усунення напруги матеріал повертається до початкової форми. Подумайте про гумку.

 

У фізиці та матеріалознавстві пластичність описує деформацію (твердого) матеріалу, що зазнає необоротних змін форми у відповідь на дію прикладених сил. Наприклад, твердий шматок металу, який згинається або товчеться в нову форму, демонструє пластичність, оскільки в самому матеріалі відбуваються постійні зміни.

 

Міцність означає здатність матеріалу протистояти постійній деформації та руйнуванню, тобто напругі, яка необхідна, коли матеріал пошкоджено.

Межа текучості (σs): коли сталь або зразок розтягуються і напруга перевищує межу пружності, навіть якщо напруга більше не збільшується, сталь або зразок продовжують зазнавати значної пластичної деформації. Це явище називається урожайністю. Коли виникає явище текучості, мінімальне значення напруги є межею текучості. Припустимо, що Ps — зовнішня сила при межі текучості s, Fo — площа поперечного перерізу зразка, тоді межа текучості σs =Ps/Fo(МПа).

Межа текучості: це напруга, коли матеріал дає, тобто мінімальна напруга, коли починається очевидна пластична деформація. Для металевих матеріалів без очевидного явища текучості, як-от високовуглецева сталь, значення напруги, що викликає 0.2% залишкової деформації, визначається як межа текучості.

Міцність на розрив: це максимальна напруга, яку може витримати матеріал перед розривом. Це критичне значення для переходу металу від рівномірної пластичної деформації до локалізованої зосередженої пластичної деформації. Він також являє собою максимальну несучу здатність металу в умовах статичного натягу.

Твердість вказує на здатність матеріалу протистояти тиску твердих предметів на його поверхню. Це один з важливих показників ефективності металевих матеріалів. Взагалі кажучи, чим вище твердість, тим краще зносостійкість. Зазвичай використовувані показники твердості включають твердість за Брінеллем, твердість за Роквеллом і твердість за Віккерсом.

          

 

інші властивості

 

     

 

Розтяжність включає пластичність і пластичність.

Фактори, що впливають на розтяжність: пластичність залежить від розміру зерен матеріалу, а пластичність залежить від кристалічної структури. Менші розміри зерен ускладнюють рух дислокацій зерен через більший опір, тому пластичність зменшується, і навпаки. Зі збільшенням розмірів зерен підвищується пластичність.

Під пластичністю розуміється здатність металу змінювати свою форму і пластично деформуватися під дією розтягуючої напруги без руйнування. Простіше кажучи, розтягування означає, що метал можна розтягнути в тонкі дроти, такі як мідний дріт. Матеріали з відносним подовженням більше 5% називають пластичними, а матеріали з подовженням менше 5% — крихкими. В інженерній практиці пластичні матеріали, які широко використовуються, включають: м’яку сталь, мідь, алюміній, нікель, цинк, олово тощо.

Ковкість — це здатність металу змінювати свою форму і піддаватися пластичній деформації без руйнування під дією стискаючої напруги. У інженерній практиці зазвичай використовуються ковкі матеріали: свинець, м’яка сталь, ковано залізо, мідь і алюміній.

Крихкість означає, що матеріал ламається лише з невеликою деформацією під дією зовнішніх сил (таких як натяг, удар тощо).

 

 

Структурні властивості сталі безпосередньо впливатимуть на її продуктивність, а це означає, що зі сталі різної якості можна виготовляти різні вироби. Сталь має різноманітні характеристики, тому важливо вибрати правильний тип і марку сталі відповідно до конкретних потреб і сценаріїв застосування.