Деформация это изменение формы, размеров или объема металлического тела.
Под механическим воздействием может меняться форма, размеры, объем — это геометрические характеристики и свойства металлического тела — это физические свойства.
Деформационные свойства (способность к изменению геометрических характеристик) может проявляться при любом воздействии.
Наиболее полно изучены:
1. Механические воздействия — макро-воздействие;
2. Тепловые воздействия — микро-воздействие.
Деформационные свойства можно классифицировать следующим образом:
1. Упругая деформация — восстановление формы после снятия нагрузки;
2. Неупругая деформация;
2.1. Хрупкая деформация — разрушение целостности формы;
2.2. Пластичная деформация — изменение формы с сохранением целостности.
Рассмотрим макро уровень (Макро):
| Характеристика тела | Шкала |
| 1. Степень сопротивляемости внешнему макро-воздействию | Твердое — мягкое |
| 2. Степень сохранения формы тела | Хрупкое — пластичное |
| 3. Степень восстановления структуры | Упругое — неупругое |
Рассмотрим микро уровень (Микро):
| Характеристика тела | Шкала |
| 1. Степень сопротивления движению зарядов | Проводимость — сопротивление |
| 2. Степень сопротивления передаче колебаний | Теплопроводность — теплоизоляция |
| 3. Степень сопротивления движению электромагнитной волны | Магнитопроницаемость — магнитосопротивление |
В основу определения количества данных свойств можно положить две величины:
F — сила воздействия;
L — линейные изменения тела.Опираясь на эти две величины и Шкалы построим пространство механических свойств тела.
Деформации попадающие в другую область подчиняются закону Гука:
σ=Eε
где:
- L — начальная длина стержня;
- ΔL — изменение длины под действием внешней силы;
- ε — ε=ΔL/L относительное удлинение, линейная деформация;
- E — модуль упругости (модуль Юнга);
- A — площадь поперечного сечения стержня;
- F — сила;
- σ — σ=F/A — напряжение.
Отталкиваясь от рисунка можно изобразить следующую структуру механических свойств:
- Структура тела определяется как кристаллической решёткой так и дислокациями и вакансиями;
- Вакансия — не заполненное в кристаллической решётке место атома;
- Дислокация — линейное нарушение;
- Структура — это устойчивая организация элементов системы имеющих однородные связи.
Пример: Так как дислокации имеют собственный электрический заряд то ими можно управлять при помощи электрического тока (а.с. №569345). При плотности тока 300 А/мм 2 и длительностью импульсного тока 0.0001сек сопротивление Fмех металла уменьшается на 15%.Для обоснования классификации механических свойств тел необходимо:
- Нанести на график данные о конкретных веществах;
- Для каждой выявленной области сформулировать общие черты в структуре веществ;
- Выявить связь между структурой и механическими свойствами.
- Перейти к анализу свойств уровней — атомного, ассоциативного и др.
Якушкин Александр Иванович