Количественные характеристики пластичности - относительное удлинение и относительное сужение.
Относительное удлинение определяется при испытаниях на растяжение, относительное сужение - при испытаниях на сжатие.
Обозначение: относительное удлинение - δ, размерность - %,
относительное сужение - ψ, размерность - %.
Относительное удлинение вычисляется по формуле:
δ = (∆ l / l 0 ) ∙ 100%,
где ∆l - абсолютное удлинение, ∆ l = l к – l 0 ,
lк - длина рабочей части образца после разрыва, мм.
Относительное сужение вычисляется по формуле:
ψ = [( F 0 - F к )] / F 0 ∙ 100%,
где F0, Fк - начальная и конечная площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм2.
Таким образом, стандартными характеристиками механических свойств, определяемые методом статических испытаний, являются : жесткости Е; упругости σ0,05, ; прочности σв, σ0,2 , σТ ; пластичности δ, ψ.
В авиационно-космической технике, где большое значение имеет плотность конструкционных материалов γ, распространение получили расчетные характеристики прочности: удельная прочность - σв / γ,
удельный модуль упругости - Е / γ.
При увеличении нагрузки (напряжения) выше значений предела прочности материала он разрушается. Процессу разрушения предшествует зарождение трещин в материале, причем механизм зарождения трещин в металле носит одинаковый характер и является дислокационным механизмом.
Скопление большого числа дислокаций у какого-либо препятствия в структуре материала приводит к зарождению в этом объеме микроскопических трещин, которые впоследствии под воздействием внешних параметров, в том числе и нагрузки, начинают развиваться вплоть до разрушения материала.
Если механизм зарождения трещин является одинаковым для разных металлов, то механизм распространения трещин в металле и сам процесс разрушения носит различный характер. Различают два основных вида разрушений: вязкое и хрупкое.
Виды разрушения.
Вязкое разрушение.
-- Вязкое разрушение всегда сопровождается большими величинам пластической деформации, причем на раскрытие вязкой трещины должна быть затрачена работа и требуются дополнительные источники энергии на образование новых поверхностей.
-- Вязкая трещина, «тупая», распространяется в основном по телу зерна.
-- При изучении с помощью электронного микроскопа (фрактография) с увеличением от 7 000 до 10 000 раз определяем, что вязкое разрушение носит так называемый ямочно-чашечный характер (рис.4.7, б).
-- Вязкая трещина распространяется очень медленно.
--Вязкое разрушение можно остановить, снизив внешнее напряжение ниже предела текучести.