Точная мера пластичности — степень деформации, накопленная частицей материала к моменту разрушения, т. е. Lp. Соответственно, для технических расчетов за меру пластичности принимают логарифмическую деформацию или относительную деформацию тела или его части в момент макроразрушения, т. е. ер или ер. Величины L и Lp, е и ер изменяются в пределах от нуля до плюс бесконечности, е и ер — от 0 до +1 или от 0 до 100 %.
Сопротивление пластической деформации — свойство металла или сплава препятствовать пластической деформации. Слово «пластической» при характеристике процессов обработки металлов давлением обычно опускают. Сопротивление деформации численно равно напряжению текучести где и Ft — усилие и площадь сечения образца в один и тот же момент испытания/
Напряжение текучести, МПа, определяют по результатам испытаний на растяжение и сжатие. Его значение не постоянно, так как оно увеличивается в процессе деформации вследствие деформационного упрочнения. Упрочнение — процесс изменения свойств и структуры материала, которое может достигаться методами обработки давлением, термической и химико-термической обработки. Процесс изменения свойств и структуры металла или сплава, сопровождающий пластическую деформацию, называется деформационным упрочнением. При описании процессов обработки металлов давлением, основанных на холодной пластической деформации, слово «деформационное» в ряде случаев опускают. Процесс листовой штамповки обычно осуществляют в условиях холодной деформации, при которой происходит упрочнение и отсутствует разупрочнение, т. е. возврат и рекристаллизация!
Вследствие упрочнения с увеличением холодной деформации пластичность уменьшается, а сопротивление деформации увеличивается. При технологических расчетах сопротивление деформации определяют по кривым упрочнения. Кривой упрочнения называют зависимость напряжения текучести от величины деформации, которую строят на основании результатов механических испытаний на сжатие, а также на растяжение и кручение, в координатах S—е или S—е. Кривые упрочнения некоторых металлов и сплавов, применяемых при холодной штамповке, приведены на рис. 1.4.
Интенсивность деформационного упрочнения обычно характеризуют коэффициентом (модулем) деформационного упрочнения dS/dz, который зависит, как видно на рис. 1.4, от физической природы материала и уменьшается с увеличением деформации. Коэффициент упрочнения численно равен тангенсу угла наклона касательной к кривой упрочнения в данной точке. Коэффициент упрочнения может быть определен графически — построением касательной к кривой упрочнения в заданной точке. Однако ошибка при этом методе может достигать 15—20 %. Более точно модуль упрочнения можно определить для заданного интервала —Sa. Соответственно величинам Si—Sa находят графически. Далее определяют А5 = = Sa — Si и Де = е2 — ех. Тогда модуль упрочнения (тангенс угла наклона секущей) dS/de « AS/Де. Если Де = 0,03-И),05, то ошибка при определении модуля упрочнения не превышает 3-5%. Кривую упрочнения можно описать уравнением S = S0 + Ав\ где S0 — напряжение текучести до деформации, т. е. при е = 0; А — коэффициент, зависящий от материала; п — показатель упрочнения (для металлов и сплавов не превышает 0,5). Если принять е = 1, то гп = 1. Тогда где k — коэффициент прочности. Анизотропия — неравномерность свойств материала в различных направлениях. Зависимость свойств от направления — следствие образования в процессе пластической деформации текстуры — предпочтительной ориентировки зерен обрабатываемого металла. При прокатке листы и ленты приобретают различные свойства по отношению к направлению прокатки, т. е. вдоль, поперек и под углом. Способность плоского проката к гибке, вытяжке и другим формоизменяющим операциям, особенно при штамповке деталей сложной формы, значительно зависит от анизотропии механических свойств металла. Анизотропию механических свойств плоского проката принято характеризовать коэффициентом анизотропии (или показателем анизотропии) а> представляющим собой отношение логарифмических деформаций е по ширине о и толщине s образца при испытании его на растяжение: где h — соответственно (расчетная) длина, ширина и толщина образца до и после его растяжения-разрыва. Коэффициент анизотропии для большинства листовых металлов, используемых при штамповке, изменяется от 0,2 до Пластичность, сопротивление деформации, интенсивность деформационного упрочнения, анизотропия — технологические свойства материала, зависящие от его физической природы (содержание основных компонентов и примесей) и состояния (деформированное, отожженное, закаленное и т. д.).
