Деформация металла

Наиболее важными характеристиками металла являются те, которые связаны с их реакцией на приложенную силу, то есть их механические свойства. Практически при любом применении металлов ожидается, что они будут выдерживать те или иные нагрузки без деформации или разрушения. При механической обработке, используемой при подготовке их к эксплуатации, ожидается, что они будут деформироваться без разрушения, а при испытаниях, которые используются для определения пригодности металлов для различных целей.

Механическое поведение металлов при эксплуатации, операциях формования и испытаниях зависит от определенных фундаментальных соотношений между характеристиками металлов, с одной стороны, и применяемой областью с другой стороны.

В первую очередь следует рассмотреть тип сил, которые могут быть применены и условия, в которых они могут действовать. Может быть применено много различных видов силы. Они могут иметь тенденцию растягиваться, сжиматься, сгибаться, сдвигаться или скручиваться, или выполнять несколько таких операций одновременно. Начиная с нуля, приложенное усилие может постепенно увеличиваться, постоянная нагрузка может прилагаться в течение длительного времени, или металл может подвергнуться внезапному удару.

Постепенно увеличивающиеся прикладываемые усилия, которые не разрушают металл при одном применении, могут быть применены повторно, и любое из условий, упомянутых выше, может быть применено к металлу при любой температуре ниже его точки замерзания.

Таким образом, в целом, при рассмотрении приложенных усилий необходимо учитывать следующие факторы: как правило, приложенная сила сначала вызывает деформацию, а затем разрушение. Это не всегда верно, поскольку очень твердые металлы могут разрушаться при определенных условиях, не подвергаясь заметной деформации, а очень мягкие металлы при определенных условиях (например, под действием сжимающих сил) могут непрерывно деформироваться без разрушения. Чтобы четко объяснить реакцию металлов на приложенную силу, деформацию и разрушение необходимо рассматривать отдельно и именно отношения между силой и деформацией, усилием и разрушением, а также деформацией и разрушением составляют явления, от которых зависят механические свойства металлов.

При приложении силы к металлу могут возникать два вида деформации, а именно: упругая и необратимая деформация. Величина упругой деформации увеличивается с приложенной силой и исчезает, когда сила, создающая ее, устраняется. Величина постоянной деформации также увеличивается с приложенной силой, но при определенных условиях она может продолжаться при постоянной силе или даже при уменьшающейся.