Co to jest deformacja plastyczna?

Odkształcenie plastyczne to proces, w którym na metal lub tworzywo sztuczne wywierane jest wystarczające naprężenie, aby spowodować, że obiekt zmieni swój rozmiar lub kształt w sposób nieodwracalny. Innymi słowy, zmiany są trwałe; nawet po usunięciu naprężeń materiał nie powróci do swojego pierwotnego kształtu. Czasami określany po prostu jako plastyczność, tego typu odkształcenie może odbywać się w kontrolowanych warunkach, jak również w sposób niezamierzony.

Zarówno deformacja plastiku, jak i deformacja metali pociągają za sobą zmiany w składzie samego materiału. Na przykład metale poddane temu procesowi odkształcenia plastycznego doświadczają stanu znanego jako dyslokacja. Ponieważ na metal wywierany jest pewien rodzaj naprężenia, materiał osiąga punkt znany jako granica plastyczności. Kiedy ten punkt zostanie osiągnięty, wzór cząsteczek tworzących metal zaczyna się zmieniać. Efektem końcowym jest to, że cząsteczki ponownie układają się we wzór, który jest kształtowany przez zewnętrzne naprężenie wywierane na obiekt.

Istnieje kilka sposobów na celowe wykorzystanie odkształceń plastycznych w tworzeniu różnego rodzaju towarów. Ciepło jest często wykorzystywane do nadawania przedmiotom pożądanej formy. Gdy metal stygnie, kształt zostaje zachowany i staje się trwały. Użycie nacisku może również pomóc w ukształtowaniu zarówno tworzywa sztucznego, jak i metalu w pożądany kształt.

Ważna jest również szybkość, z jaką następuje plastyczność. W sytuacjach, w których naprężenie powoduje gwałtowne zmiany, istnieje ryzyko, że materiał nie będzie w stanie dostosować się do nacisku i może pęknąć. Z tego powodu odkształcenie plastyczne stosowane w produkcji towarów polega na starannej kontroli ciepła i ciśnienia, co pozwala na dostosowanie struktury materiału do nowych warunków i stopniowe wyginanie się, aż do uzyskania pożądanego kształtu.

W przeszłości koncepcja odkształcenia plastycznego była podstawą wielu wyrobów wytwarzanych ręcznie. Tak było na przykład z podkowami. Metal został wykuty w określonych temperaturach przez wyszkolonego ślusarza, co nadało mączce nieco plastycznego charakteru. Następnie można było użyć młotków i innych narzędzi do kształtowania metalu, gdy był jeszcze gorący. Gdy kowal nada metalowi pożądany kształt i kontur, zostanie on usunięty z kuźni i pozostawiony do ostygnięcia, skutecznie utrwalając kształt na stałe.

Obecnie deformację plastyczną można wykorzystać do tworzenia wszelkiego rodzaju towarów wykonanych z metalu lub tworzywa sztucznego. Obejmuje to metalowe rzeźby, okucia do pieców opalanych drewnem oraz niektóre formy sztuki ściennej wykonane z połączenia metali, takich jak cyna i mosiądz. Miłośnicy sztuki i rękodzieła czasami wykorzystują ciepło lub ciśnienie do tworzenia przedmiotów na zasadzie plastyczności, często stosując metody, które były rutynowo stosowane na ogół przed erą masowej produkcji towarów.