Свойства металлов и сплавов

Изменение размеров и формы тела под действием приложенных сил называется деформацией. Действующие силы (напряжения) могут быть внешние и внутренние – от физико-механических процессов, происходящих в самом теле (например, изменение объема кристаллов при полиморфных превращениях или вследствие перепада температур).

Деформация может быть упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки. При упругой деформации изменяются только расстояния между атомами кристаллической решетки. Снятие нагрузки устраняет причину, вызвавшую изменение межатомных расстояний, атомы становятся на прежние места и деформация исчезает. При пластической деформации одна часть кристалла перемещается (сдвигается) по отношению к другой. Если нагрузку снять, то перемещенная часть кристалла не возвращается на прежнее место, деформация остается.

В процессе холодной пластической деформации происходит упрочнение металла. Это называется наклепом, или нагартовкой. При этом искажается кристаллическая решетка, увеличивается число кристаллических несовершенств (точечных и линейных) и деформируются (сплющиваются) зерна. Твердость и прочность повышаются, а пластичность металла снижается.

Сила, приложенная к единице площади, s (Н/м²) называется напряжением. Наличие в изделии надрезов, внутренних дефектов металла, отверстий, резких переходов от толстого к тонкому сечению приводит к неравномерному распределению напряжения. Такие места называют концентраторами напряжения, и очень часто они являются причиной образования трещин и разрушений деталей в эксплуатации.