Металеві конструкції

ПРУЖНА І ПЛАСТИЧНА РОБОТА. РУЙНУВАННЯ

Як зазначено вище, сталі та алюмінієві сплави мають зернисту будову з хаотичною орієнтацією кристалічних граток зерен, чим і пояснюються однакові властивості металу в усіх напрямах. Під дією невеликого навантаження розтягу атомні гратки зерен дещо спотворюються і зразок ме­талу деформується. Після припинення дії наван­таження форма зерен та кристалічних граток відновлюється, а атоми займають попередні міс­ця. Тобто деформація має пружний характер. За­лежність між деформацією і значенням зусилля лінійна.

Під дією навантажень, які дорівнюють або пе­ревищують напруження межі текучості чи умов­ної межі текучості (див. рис. 2.3), у кристалічних ґратках відбуваються зсуви, і після припинення дії навантаження з'являється залишкова плас­тична деформація, яка не відновлюється. Нако­пичення пластичних деформацій призводить до порушення цілісності металу, тобто його руйну­вання.

Руйнування буває в'язке (пластичне) — від зсуву; крихке — внаслідок відриву, і змішане.

Дотичні напруження та пластичні деформації, зумовлені переміщенням дислокацій, є причинами в'язкого руйнування. У процесі такого руйнування відбувається скупчення дислокацій і пов'язаних з ними пластичних деформацій у певних місцях,
що зумовлює виникнення шийки — потоншення матеріалу та появу тріщин.

Крихке руйнування є наслідком розвитку пружних деформацій металу до руйнівних в умо­вах, коли утруднені пластичні зсуви (наприклад, при плоскому чи об'ємному розтягу). У цьому ви­падку спостерігається розрив міжатомних зв'яз­ків кристалічних граток більшості зерен при дуже незначних зсувах в окремих зернах. Опір мате­ріалу на відрив суттєво залежить від його струк­тури. Грубозернистість знижує опір відривові і межу текучості. Отже, основним завданням ле­гування і термічної обробки є отримання дрібно­зернистої однорідно зміцненої структури.

При роботі на стиск метал поводить себе, як і при розтягові. Значення межі текучості модуля пружності і довжина ділянки текучості дорівню­ють аналогічним показникам при розтягові - Але зруйнувати внаслідок стискання короткі зразки, виготовлені з пластичних металів, не вдається, оскільки зразок розплющується.