Показатели важнейших механических свойств железа

На рис. 8 показано различие между результатами растяжения двух образцов из чистого железа — крупнозернистого (кривая /) и мелкозернистого (кривая //). Для мелкозернистого образца отчетливо заметно повышение предела упругости (точки /' и /). Ход б. кГ1мм2__ кривой // в области более высоких

Г І І І І I напряжений свидетельствует о том,

0 2 4 6 6 6.%-60 0 ¡60 320 460 640 ТХ

Рис. 8. Кривые растяжения образ-Рис. 9. Кривые зависимости удар-

цов из чистого железа.ной вязкости от температуры для

чистого жел'еза.

чем мельче зерно. Рис. 9 иллюстрирует влияние измельчения верна на ударную вязкость железа при различных температурах. Особенно важно отметить, что для образцов с измельченным зерном (кривая //) ударная вязкость резко падает при более низки» температурах, чем для образцов с крупным зерном (кривая /). Это обеспечивает нормальную работу металлоконструкций даже в зимних условиях Крайнего Севера.

При некоторых видах механической обработки металлов отдельные зерна деформируются и приобретают одинаковое взаимное расположение. Так, при холодной прокатке все зерна деформируются по плоскости наиболее легкого сдвига, вытягиваются вдоль

Влияние измельчения зерна на свойства чистого железа

направления прокатки и потому получают одинаковую ориентировку. Известно, что в этом случае изотропность свойств металла нарушается — показатели механических свойств прокатанного металла вдоль и поперек проката различны.

§ 7. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

Различают теоретическую и техническую прочность металла. При определении теоретической прочности предполагают, что исследуемый монокристалл имеет идеальную кристаллическую решетку, деформируется до момента разрушения упруго и разрушается хрупко, без пластической деформации. Техническая, или наблюдаемая, прочность определяется непосредственно экспериментом на реальных образцах со всеми присущими им дефектами.

Деформации материалов и их разрушению противодействуют силы межатомных связей, от величины и характера которых в первую очередь зависит прочность любого тела. Расчетом можно с известной степенью точности определить величину силы связи между атомами, а также минимальную теоретическую прочность при разрушении путем отрыва.

Проведем примитивный расчет теоретической прочности. Принимаем, что разрушение при отрыве происходит без пластической деформации и энергия расходуется только на образование двух новых поверхностей при отрыве, т. е. на увеличение поверхностной энергии. Таким путем мы получим явно заниженное значение, так как энергия будет расходоваться и на другие процессы; обозначим это значение как минимальное — г^п-

Исходя из таких соображений, М. Поляни еще в 1921 г. разработал метод определения теоретической прочности кристаллических тел. Он предположил, что для хрупкого разрушения нужно удалить один слой атомов от другого на величину межатомного расстояния