Наклеп

Если сталь подвергнуть растяжению до пластического состояния и затем разгрузить, то появится остаточная деформация (фигура Диаграмма растяжения (А — остаточная деформация), б). При повторном нагружении образца после некоторого «отдыха»1 материала сталь опять начинает работать упруго, повторяя прямую разгрузки, и дальше ее работа идет по нормальному пути диаграммы однократного растяжения.

То же самое будет и в случае, если разгрузку начать после того, когда вся площадка текучести будет сработана (фигура Диаграмма растяжения (А — остаточная деформация), в). Очевидно, что в этом случае при повторной нагрузке материал уже не будет иметь площадки текучести. На фигуре Диаграмма растяжения (А — остаточная деформация), г показана диаграмма для случая, когда предварительно растянутый образец получил большую остаточную деформацию того же знака и разрушение его произошло почти в пределах упругой работы при небольших деформациях.

Такое повышение упругой работы в результате предшествующей пластической деформации называется наклепом. Естественно, что наклеп способствует повышению хрупкости, и поэтому это явление для строительных стальных конструкций не может считаться положительным.

В некоторых случаях, когда уменьшение удлинения имеет не столь большое значение, наклеп используется для повышения предела текучести и прочности (например, в тонкой арматурной проволоке, применяемой для предварительно напряженных железобетонных конструкций). С наклепом мы встречаемся при гнутье элементов, а также у краев материала, подвергнутого проколке отверстий, резке на ножницах и т. п.

Старение

Старением называется свойство материала изменять свою структуру со временем в результате выделения из твердого раствора, каковым является сталь, включений цементита и нитридов (соединений железа с азотом), препятствующих сдвигам кристаллов феррита. В результате сокращается площадка текучести, и, хотя упругие свойства стали повышаются, значительно уменьшается ее удлинение и таким образом повышается хрупкость. Конвертерные стали подвергаются старению быстрее мартеновских.

1 При быстро меняющейся переменной нагрузке за пределами упругости, без «отдыха» материала, разгрузка и нагрузка идут на диаграмме не по одной прямой, а образуя небольшие петли.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Усталость металла

Усталостью металла называется явление разрушения его под действием многократно повторенной (несколько сот тысяч раз) знакопеременной или просто переменной нагрузки при значениях напряжений ниже предела прочности (например, разрушение проволоки при многократных перегибах). Способность металла сопротивляться такому разрушению называется выносливостью, а напряжение, при котором металл разрушается, называется его вибрационной прочностью σвб. Кривая вибрационной прочности Кривая вибрационной прочности…

Неравномерное распределение напряжений

Выше рассматривалась работа гладких образцов правильной формы, где напряжения во всех сечениях, удаленных от места приложения нагрузки, распределялись равномерно. Проводя траектории равных напряжений, получим прямолинейный силовой поток внутри образца (фигура Траектории напряжений (К — коэффициент концентрации), а), определяющий линейное одноосное напряженное состояние. Если в плоском образце сделать отверстие или надрезы с боков (фигура Траектории напряжений…

Влияние температуры

Механические свойства малоуглеродистой стали при нагревании ее до температуры t = 200 — 250° сравнительно мало меняются, но уже при 300 — 330° сталь в изломе получает крупнозернистое строение и становится более хрупкой (синеломкость). При этой температуре не рекомендуется деформировать сталь или подвергать ее ударным воздействиям. При дальнейшем возрастании температуры это свойство пропадает, но начинается…