Механизм пластической деформации

Механизм пластической деформации весьма сложен и в основном состоит в смещении атомов в новые положения без существенного изменения межатомных расстояний, при которых силы межатомных взаимодействий изменяются незначительно, что и обеспечивает формоизменение без нарушения сплошности.

Наиболее распространенными среди металлов являются кубические решетки (гранецентрированная, у которой атомы размещены в вершинах куба и в середине граней; объемноцентрированная, у которой кроме атомов в вершинах есть атом в центре куба) и гексагональная решетка, представляющая собой шестигранную призму, в вершинах которой размещены атомы. Кристаллическое строение характеризуется анизотропией свойств, когда механические и физико-химические свойства различны по разным кристаллографическим направлениям.

Под холодной пластической деформацией понимают такую деформацию, при осуществлении которой разупрочняющие явления (возврат, рекристаллизация) полностью отсутствуют. Деформирование при повышенных температурах может приводить к возврату и рекристаллизации. Возврат состоит в снятии остаточных напряжений без изменения размеров и формы зерен, составляющих поликристалл. Деформирование при реализации возврата называют полугорячим, и в этом случае упрочнение имеет место, хотя оно и менее интенсивно по сравнению с упрочением в условиях холодной деформации.

При более высоких температурах наступает рекристаллизация, которая представляет собой процесс замены деформированных (вытянутых) зерен новыми, равноосными, имеющими примерно одинаковые размеры по разным направлениям. Новые зерна, вырастающие из определенных центров рекристаллизации и использующие для своего роста атомы деформированных зерен, не имеют тех искажений кристаллического строения, которые возникли в деформированных зернах. В процессе горячего пластического деформирования упрочнения не происходит, и сопротивление деформации остается постоянным. Таким образом, свойства заготовок, полученных обработкой давлением, существенно зависят от температурно-скоростных условий деформирования. Основываясь на механизме пластического деформирования, можно выяснить, каким образом и в какой степени пластическая деформация воздействует на характеристики металла, учитываемые при конструировании деталей. Одной из основных таких характеристик является прочность, т. е. способность противостоять действующим нагрузкам без разрушения или даже без возникновения пластических деформаций.