Наклёп или упрочнение металлов под воздействием

Холодной пластической деформации.

Если металл нагрузить до напряжений σ превышающих предел текучести (σ > σ_т), то наряду с упругой деформацией появится пластическая составляющая деформации, которая не исчезает после разгрузки образца. При следующем акте нагружения металл начнёт пластически деформироваться уже не при σ_т, а при напряжении σ , до которого его нагрузили на предыдущем этапе. И т.д. Получается, что у материала под воздействием пластический деформации повышается предел текучестиσ_т. Кроме предела текучести под воздействием пластический деформации повышается и предел прочности σ_B, но менее стремительно. Разница между σ_T и σ_B сокращается, что ведёт к сокращению запаса пластичности материала, т.е. уменьшению его относительного удлинения δ и относительного сужения ψ. Такое изменение механических свойств материала под воздействием пластической деформации называют наклёпом.

При наклёпе изменяется микроструктура материала. Зёрна металла становятся вытянутыми в направлении деформации. Говорят, что в материале появляется текстура, т.е. преимущественная ориентация зёрен.

На границах вытянутых зёрен при большом увеличении микроскопа можно увидеть «ступеньки», являющиеся результатом выхода дислокаций на поверхность зерен.

Причиной наклёпа является резкое возрастание в металле плотности дислокаций. Дело в том, что при пластической деформации происходит интенсивное нарождение всё новых дислокаций, которые приходят на смену вышедших на поверхность. По мере нарастания пластической деформации плотность дислокаций увеличивается и может достичь уровня 10¹² см/см³. При такой высокой плотности дислокации начинают «зацепляться», «переплетаться», что ведёт к ограничению их подвижности.

Таким образом, наклёп - это упрочнение металлов под воздействием пластической деформации, причиной которого является резкое возрастание плотности дислокаций, ведущее к ограничению их подвижности и, следовательно, к потере материалом пластичности.