Naprężenie uplastyczniające σp jest własnością materiału, jest to naprężenie przy którym
materiał obciążony jednoosiowym stanem naprężenia przechodzi w stan plastyczny.
W jednorodnych i jednoosiowych stanach naprężenia naprężenie uplastyczniające p jest
naprężeniem rzeczywistym określanym, jako stosunek siły do przekroju aktualnego próbki
w zakresie plastycznym. Nie jest to wartość stała (w odróżnieniu np. od umownej granicy
plastyczności Re0,2) lecz pewna funkcja f ,T, ezależna od odkształcenia zastępczego (),
temperatury (T) i zastępczej prędkości odkształcenia ( e ). Funkcja ta nie jest jednoznaczna, gdyż naprężenie uplastyczniające zależy nie tylko od chwilowych wartości parametrów , T i e, lecz również od historii ich zmian. Jest to związane z ewolucją struktury materiału pod wpływem działania odkształceń plastycznych i temperatury (równocześnie z odkształceniem mogą zachodzić procesy dynamicznego zdrowienia i rekrystalizacji, ulega zmianie średni wymiar ziarna itp.).
obróbka plastyczna na zimno – nie występują procesy odbudowy odkształconej struktury, silne umocnienie odkształceniowe, zakres temperatur poniżej 0,3 Tt. Wywołuje ona wzrost gęstości defektów w sieci krystalograficznej, głównie punktowych i liniowych
obróbkę plastyczną na gorąco – w materiale występuje rekrystalizacja i zdrowienie dynamiczne, nie ma umocnienia odkształceniowego, zakres temperatur – 0.6Tt < T< 0.7Tt. W jej wyniku materiał jest miękki i skory do odkształceń o ziarnach szerokokątnych
Tt – temperatura topnienia
Odkształcenie plastyczne zachodzi w wyniku wzajemnego przemieszczania się warstw atomów. Atomy zajmują nowe położenia, które są położeniami równowagi, przez to materiał zachowuje trwale nadany mu kształt. Wyróżnia się dwa główne mechanizmy odkształcenia plastycznego: poślizg dyslokacyjny i bliźniakowanie. Duże odkształcenia plastyczne, jakie są konieczne do realizowania procesów obróbki plastycznej, uzyskuje się przede wszystkim przez poślizg, bliźniakowanie bowiem pozwala otrzymać znacznie mniejsze odkształcenia.
Obecność tarcia w procesach obróbki plastycznej wywołuje następujące skutki:
ulegają zmianie parametry siłowo - energetyczne: rośnie całkowita praca i moc potrzebna do realizacji procesu, wzrastają więc także siły i naciski jednostkowe na powierzchniach narzędzi, co prowadzi do ich szybszego zużycia;
występowanie przywierania materiału do narzędzia i tworzenie narostów wpływa na pogorszenie jakości powierzchni wyrobu;
dyssypacja cieplna pracy tarcia przy dużych wartościach nacisków jednostkowych oraz prędkości względnych prowadzi do znacznego wzrostu temperatury w obszarach sąsiadujących z powierzchnią kontaktową - może się okazać, że niezbędne jest ograniczenie tych prędkości, a tym samym obniżenie wydajności procesu (inaczej narzędzie ulegnie zniszczeniu lub przedwczesnemu zużyciu, względnie zajdą niepożądane zmiany w strukturze i własnościach warstwy wierzchniej materiału kształtowanego);
pojawienie się naprężeń stycznych na powierzchni kontaktowej (zmiana warunków brzegowych) powoduje zmianę stanu naprężenia i odkształcenia w całej objętości kształtowanego materiału - w szczególności tarcie jest jedną z przyczyn powstawania niejednorodności odkształceń, a więc również niejednorodnych własności materiału oraz niepożądanych deformacji powierzchni swobodnych.
Jak widać, tarcie wywołuje w procesach obróbki plastycznej szereg negatywnych skutków. W związku z tym dąży się do ograniczenia (zmniejszenia) wartości sił tarcia. Jednak obecność sił tarcia może okazać się niezbędna w realizacji niektórych procesów obróbki plastycznej - np. podczas walcowania pewna siła tarcia jest niezbędna, gdyż umożliwia uchwycenie materiału i nadanie mu określonego ruchu. Bezwzględny wymóg ograniczania sił tarcia może nie dotyczyć pewnych fragmentów powierzchni kształtowanych wyrobów (na których nie występują przemieszczenia względne lub gdy tarcie przenosi część siły potrzebnej do kształtowania).
Krzywe umocnienia odzwierciedlają zachowanie się materiału w trakcie odkształcania plastycznego, wyrażają zmianę naprężenia uplastyczniającego σp w funkcji zastępczego odkształcenia plastycznego ε.
Teoretyczne wyznaczenie krzywej wzmocnienia (na podstawie teorii dyslokacji i znajomości aktualnych parametrów mikrostruktury) napotyka duże trudności. W związku z tym funkcję tę identyfikuje się doświadczalnie różnymi metodami. Najczęściej stosuje się próby:
rozciągania,
ściskania w warunkach zbliżonych do braku tarcia,
skręcania krążka blachy w jego płaszczyźnie,
skręcania próbki walcowej lub tulejki cienkościennej
Próba rozciągania jest najprostszą metodą wyznaczania charakterystyk plastyczności. Ujemną stroną próby rozciągania jest to, że poprawnie pozwala wyznaczyć krzywe umocnienia w zakresie niedużych odkształceń, gdyż w próbie tej szybko dochodzi do lokalizacji odkształcenia. W próbie rozciągania wyznaczana jest siła rozciągająca oraz wydłużenie próbki, wielkości te następnie przeliczane są na naprężenie oraz odkształcenie z następujących równań, przy założenie że w próbce rozciąganej występuje jednoosiowy stan naprężenia.
Czynniki wpływające na naprężenie uplastyczniające :
Naprężenie uplastyczniające zależy od parametrów charakteryzujących strukturę materiału (średnia wielkość ziarna, skład fazowy i morfologia faz, obecność zanieczyszczeń itp.)
Prędkość odkształcenia - Dla większości materiałów naprężenie uplastyczniające wzrasta wraz z prędkością odkształcenia
Temperatura - Podwyższenie temperatury powoduje wyraźny spadek naprężenia uplastyczniającego, gdyż dzięki drganiom cieplnym występuje zwiększona ruchliwość dyslokacji. Ponadto mogą zachodzić dynamiczne procesy zdrowienia i rekrystalizacji, co zmienia zupełnie charakter zależności σp(ε).