§ 5. Упругая и пластическая деформация металлов

Под действием механических нагрузок металлы способны изменять свою форму - деформироваться. В случае небольших нагрузок металлы испытывают упругую Деформацию. Главная особенность упругой деформации заключается в том, что она полностью исчезает после удаления силы, которая ее вызвала, т. е. металл полностью восстанавливает свою форму после прекращения действия приложенной силы. Количественно связь между приложенной силой и вызванной ею упругой деформацией описывается законом Гука.

Рис. 6. Схема деформации растяжения (а) и сдвига (б)

Различают два простейших вида упругой деформации- линейное растяжение и простой сдвиг. При линейном растяжении (рис. 6, а) на брусок, имеющий первоначальную длину l и поперечное сечение 5, действует сила F, вызывающая напряжение σ =F/S. Под действием этой силы брусок упруго удлиняется на величину Δ l. Закон Гука для этого случая выражается равенством σ = ЕΔ l/l = Еε. Здесь ε - относительная упругая деформация, Е - коэффициент пропорциональности. Таким образом, для случая линейного растяжения напряжения растяжения в металле прямо пропорциональны упругому удлинению. При простом сдвиге (рис. 6, б) в образце возникают касательные напряжения τ, которые также пропорциональны деформации, измеряемой тангенсом угла сдвига τ = F/S = Gtg α, где G - также коэффициент пропорциональности. Коэффициент Е называется модулем нормальной упругости Юнга, коэффициент G - модуль сдвига. Оба модуля имеют размерность напряжений (сила/площадь). Они отражают силы связи атомов в решетке и поэтому являются характеристиками, определяемыми природой металла. Значения упругих модулей металлов приведены в табл. 3.

12 Следующая ⇒