Пластичность

Пластичность – свойство материала необратимо изменять форму и размеры (пластически деформироваться) под действием механических нагрузок.

Диаграмма испытания пластичного материала на растяжение позволяет количественно выразить его пластичность.

В момент разрыва образец имел наибольшее относительное удлинение Δ lmax. Это удлинение складывалось из двух деформаций: упругой и пластической.

После разрыва на образец (на обрывки образца) растягивающая сила уже не действует. Поэтому обрывки образца сохраняют только пластическую деформацию, максимальную к моменту его разрыва. Аккуратно сложим их.

Теперь можно измерить lmaxпл – максимальную длину образца в результате пластического его растяжения. И можно вычислить максимальное относительное пластическое удлинение

δ (Δ lmaxпл)=(lmaxпл− l0)/l0⋅ 100%

Величина δ (Δ lmaxпл) называется относительным удлинением при растяжении. Ее можно принять за характеристику пластичности материала. Она очень наглядна и поэтому удобна для восприятия. Действительно, чем больше материал пластически удлиняется при растягивающих нагрузках, тем он пластичнее.

Но, к сожалению, эта наглядная характеристика пластичности статистически мало значима. Как это понимать? Испытаем несколько образцов из одного пластичного материала. Они все покажут, что материал пластичный.

Но от образца к образцу величина δ (Δ lmaxпл) будет сильно (может быть в 2…2, 5 раза) различаться. Почему? Потому, что при растяжении образцов в пластическую деформацию растяжения при каждом опыте вовлекается лишь часть длины образца (шейка получается более или менее длинная). А мы, оценивая пластичность по относительному удлинению образца при растяжении, формируя величину δ (Δ lmaxпл)=(lmaxпл− l0)/l0⋅ 100%, делаем вид будто бы равномерно пластически продеформировалась вся длина образца l0.

Выход простой. Измерим диаметр шейки всех порванных образцов с указанием сечений образцов.

Окажется, что удлиняясь пластически на разные величины, они рвутся по сечениям почти одинаковых размеров. Появляется возможность сформировать другую, статистически гораздо более значимую характеристику пластичности – Ψ относительное сужение поперечного сечения:

Ψ =(F0− F)/F0⋅ 100%,

где

F0 – начальная (до растяжения) площадь поперечного сечения образца;

F – конечная (в момент разрыва) площадь поперечного сечения образца;

Ψ – относительное сужение поперечного сечения образца лучше (точнее, статистически более значимо) характеризует пластичность материала. При испытании нескольких образцов из одного материала значения Ψ различаются на 1…3%. Единственный недостаток величины Ψ – ее меньшая наглядность.