в пределах упругой IP

Зависимость силы сопротивления атома смещению из среднего положения от величины этого смещения нелинейна. В связи с этим закон Гука не может считаться строгим. Вместе с тем нужно иметь в виду, что величина смещения атомов при упругой деформации, даже по сравнению с расстояниями между ними, очень мала, так что отклонения от закона Гука деформации незначительны."

Важно отметить, что модуль упругости мало зависит от характера термообработки металла и почти не меняется даже при большом легировании последнего. Например, для всего многообразия малоуглеродистых, низко и среднелегированных, а также большинства специальных высоколегированных сталей, резко отличающихся друг от друга по показателям прочности, пластичности и твердости, модуль упругости изменяется сравнительно мало — от 1,8 ■ 106 до 2,4 х X 10е кГ/см?. Это говорит о том, что упругость тела определяется, глав-

Рис. П. Схема возникновения пластической деформации под действием сдвига.

Рис. 12. Схема возникновения напряжений сдвига при одноосном продольном растяжении цилиндрического образца.

ным образом, типом кристаллической решетки и характером связей между атомами, тогда как влияние поликристаллического строения металла второстепенно. Многие металлоконструкции проектируются не из условий прочности, а по предельно допустимым нормам деформаций (стойки, некоторые балки). Для таких конструкций не нужны высококачественные легированные дорогие стали, так как они дают те же деформации, что и дешевые малоуглеродистые. ■%

Пластическая деформация. Одним из типов нагрузки, вызывающих пластическую деформацию, т. е. остаточное смещение атомов относительно друг друга без разрушения связей между ними, является сдвиг. Последний вызывает скольжение, т. е. относительное смещение отдельных частей тела в плоскости их соприкосновения. Эта плоскость называется плоскостью скольжения.

На рис. 11 схематически показан механизм возникновения остаточной (пластической) деформации под действием сил сдвига (?:

рис П решетка ненапряженного кристалла; рис. 11,6 — yiipyi ей деформация кристаллической решетки под действием сдви-I нкнцмх сил Q; рис. 11,6 —увеличение упругой деформации и скольжение по плоскости, отмеченной штриховой линией на одно атомное расстояние; рис. 11, г — нагрузки Q сняты, упругие деформации нсчеалн, пластическая деформация сохранилась.

Скольжение может происходить одновременно во многих па-рмллсльных плоскостях, вследствие чего на поверхностях образца поиилиется серия уступов, аналогичных показанному на рис. 11, г. 11,1 шлифованной зеркальной поверхности они проявляются в виде мп голых линий, показывающих направление плоскостей скольжении (линии Людерса).

Силы сдвига,, а следовательно и пластические деформации, появляются при всех видах нагружения, кроме всестороннего растяжения и сжатия. Например, при одноосном продольном растяжении стандартного цилиндрического образца силы сдвига, т. е. пластические деформации, могут возникать во всех плоскостях, кроме параллельных оси О—О (рис. 12) и перпендикулярных к ней. Это видно из следующих соображений.

Для некоторой произвольной плоскости F, пересекающей образец так, что угол между осью О—О образца и перпендикуляром к плоскости F составляет а, растягивающая силаР может быть разложена на две составляющие: N— перпендикулярную к плоскости, или нормальную, и Q — действующую в плоскости, касательную, или тангенциальную. Сила N создает напряжение отрыва в плоскости F и не может привести к пластической деформации. Сила Q гызывает относительное смещение атомов в плоскости F. При достаточной ее величине она иногда становится причиной скольжения и пластической деформации Очевидно, что QР sin а. Если поперечное сечение образца F0, то площадь сечения

F = " cos а '

Касательное напряжение, действующее в плоскости сдвига,

Q Psinacosa Р . л/Т1 .

XQ = T=1 -Г„-=2fñSin2a.(II.4)

В зависимости от угла наклона плоскости величина тангенциальных напряжений изменяется от 0 до хтах- Максимальные значения тангенциальные напряжения получают при sin 2a = 1, что соответствует значению a = 45°. Следовательно, при растяжении изотропного образца вероятнее всего скольжение будет происходить по плоскостям, для которых a = 45°. Экспериментальная проверка показывает, что линии Людерса действительно проходят под углом 45°.

В плоскостях, перпендикулярных к оси и параллельных ей, тангенциальные напряжения равны нулю, так как при а= 0 и а == = 90° величина sin 2а = 0.