Пластичность и хрупкость

Способность материала без разрушения получать боль­шие остаточные деформации носит название пластичности. Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волоче­ние, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение δ при разрыве и сужение поперечного сечения ψ. Чем больше δ и ψ, тем более пластичным считается материал.

Свойством, противоположным пластичности, является хрупкость, т. е. способность материала разрушаться без обра­зования заметных остаточных деформаций. Материалы, обла­дающие этим свойством, называются хрупкими. Диаграмма растяже­ния хрупких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения (рис. 4а).

		(б)
	(а)

Рис. 4 Диаграмма растяжения (сжатия) хрупких материалов (а) и

диаграмма сжатия малоуглеродистой стали (б)

Рис. 5 Испытание на сжатие пластичных материалов

По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Для испы­тания на сжатие используют короткие цилиндрические образ­цы, располагаемые между параллельными плитами. Для ма­лоуглеродистой стали, диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 4б. Здесь, как и у диаграммы растяжения, обнаруживается площадка текучести с последу­ющим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, однако, нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возраста­ет. Происходит это в результате того, что площадь попе­речного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 5).

Довести образец пластичного материала до разру­шения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжи­мается в тонкий диск, и дальнейшее испыта­ние ограничивается возможностями машины.

Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие ма­териалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет каче­ственные особенности диаграммы растяжения (рис. 4а). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определя­ется так же, как и при растяжении. Разрушение образца про­исходит с образованием трещин по наклонным или продоль­ным плоскостям (рис. 6).

Рис. 6 Разрушение хрупких материалов

Хрупкие материалы как правило обладают в несколько раз более высокими прочностными свойствами при сжатии, чем при растяжении. У пластичных материалов прочностные характеристики на растяжение и сжатие сопоставляют по пределу текучести.

Деление материалов на пластичные и хрупкие является условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в значениях δ. В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пластичные - как хрупкие. При быстром нагружении более резко проявляется свой­ство хрупкости, а при медленном - свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздей­ствии нагрузки при нормальной температуре получать оста­точные деформации. Пластичные же материалы, такие как малоуглеродистая сталь, под воздействием резкой ударной на­грузки проявляют хрупкие свойства.