MECHANICKÉ VLASTNOSTI KOVŮ Pružnost, plasticita, tvrdost Pružné (elastické) vlastnosti kovů ¨ Jestliže namáhané těleso zaujme po odtížení svůj původní tvar, potom říkáme, že jsme nepřekročili oblast pružné (nebo též elastické) deformace. pružnou deformaci uskutečnit několika způsoby: ¨deformací v tahu (tlaku), ¨deformací ve smyku , ¨všestrannou deformací (v tlaku), ¨deformací v torzi – ta se dá převést na deformaci ve smyku. ¨ ¨ ¨ ¨ Deformace v tahu, nebo tlaku ¨ Působí – li na těleso (pro názornost těleso protáhlého tvaru délky l0 ve směru podélné osy síla F, dojde k protažení tělesa o délku Δl = l – l0. Pro malá prodloužení potom pozorujeme (stejně jako v 17. století anglický fyzik Robert Hooke) přímou úměrnost mezi silou a prodloužením. Abychom vyloučili vliv geometrických parametrů namáhaného vzorku (kromě původní délky l0 též původní průřez vzorku S0), je vhodné zavést do zmíněné úměry bezrozměrnou veličinu . ¨ ¨ ¨ Pružná deformace v tahu a tlaku ¨ ¨ ¨ ¨ Pružná deformace v tahu a tlaku ¨ ¨ ¨ ¨ Deformace ve smyku ¨ ¨ ¨ ¨ Schéma praktického provedení deformace ve smyku (elastické). Všestranný tlak ¨ ¨ ¨ Působí – li na dané těleso síla F symetricky se všech stran Znalost pružných vlastností materiálů má velký význam ve strojírenství a stavebnictví (konstruktéři musí dbát toho, aby nepřekročili oblast pružné deformace). Modul pružnosti ¨ Moduly pružnosti a zejména jejich závislosti na různých parametrech – vypovídá mnohé zejména o vazebních silách mezi atomy v pevných látkách. ¨Při definování pojmu pružnost (elasticita) jsme uvedli, že po ukončení působení síly na těleso se obnoví jeho původní tvar. Tento návrat k výchozímu tvaru je velmi rychlý (daný rychlostí zvuku v materiálu tělesa). Pokud se původní tvar tělesa obnoví až po jisté delší době (vteřiny, minuty, nebo i hodiny), hovoříme o jevu anelasticity. U kovů je anelasticita prakticky zanedbatelná, ale u některých jiných látek, jako jsou například polymery je dobře pozorovatelná. Plastické vlastnosti kovů ¨ Deformujeme-li například v tahu vzorek, získáme závislost s = f(e), na níž lze názorně demonstrovat jak oblast pružné deformace (někdy i anelasticitu), tak i oblast plastické deformace. Vidíme na ní, že počáteční přímkový úsek pružné deformace pokračuje až do přetržení oblastí plastické deformace. Napětí, příslušející začátku plastické deformace je technicky i z hlediska fyzikálního poznání velmi významné a nazývá se mez kluzu (neb kritické skluzové napětí). ¨ Tahový diagram ¨ Tažnost ¨Důležitou vlastností materiálů je jejich tažnost. Je to velikost plastické deformace, kterou je třeba dodat materiálu do lomu. Materiály, u nichž je tato veličina malá, nazýváme křehkými, na rozdíl od materiálů tažných, kde je plastická deformace do lomu velká. Tažnost lze vyjádřit ¨jako veličinu, úměrnou ploše ¨pod příslušnými křivkami s - e. Tažnost ¨ Z Obr. plyne, že tažnost je výraznou funkcí teploty. Tvrdost materiálu ¨ Tvrdost je další veličinou, charakterizující mechanické vlastnosti materiálů. ¨Metoda užívaná zejména v mineralogii. Je založena na tzv. Mohsově stupnici tvrdosti, podle níž vždy následující materiál je schopen udělat vryp do materiálu předcházejícího. ¨Mohsova stupnice: mastek, sůl kamenná, vápenec, kazivec, apatit, živec, křemen, topaz, korund, diamant. Zk. tvrdosti ¨ Zk. tvrdosti ¨ Zkoušky tvrdosti, užívané zejména v metalurgii a strojírenství mají společný princip. Tvrdost je podle nich definována jako „odpor materiálu proti vnikání jiného, tvrdšího tělesa definovaného tvaru“. Podle tvaru tohoto tělesa (tzv. indentoru) dělíme zkoušky tvrdosti na: ¨Tvrdost podle Brinella. ¨Tvrdost dle Vickerse. ¨Tvrdost dle Rockwella. ¨ Závěr ¨Literatura: ¨[1] Pokluda, J., Kroupa, F., Obdržálek, L.: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek. PC-DIR spol. s r.o., Brno, 1994, 385s. ¨[2] Vondráček, F. Materiály a technologie I a II, 1985, 243+244s. ¨[3] Ptáček a kol. Nauka o materiálu I a II. CERM, 2003, 520+396 s. ¨[4] internet http://www.ped.muni.cz/wphy/fyzvla/ ¨ ¨ ¨ ¨