Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 - Biến dạng dẻo và cơ tính

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật liệu học: Chương 2 - Biến dạng dẻo và cơ tính" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Biến dạng dẻo và phá huỷ; Các biện pháp hoá bền vật liệu; Nung kim loại đã qua biến dạng dẻo; Ảnh tổ chức của kim loại sau biến dạng dẻo. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng dưới đây để nắm được nội dung chi tiết nhé!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 - Biến dạng dẻo và cơ tính

Chương 2: Biến dạng dẻo và cơ tính 2.1 Biến dạng dẻo và phá huỷ Tải trọng F Fb b Fa a c Fđh e 0 a1 a2 Độ dãn dài l Sơ đồ biểu diễn tải trọng-biến dạng điển hình của KL
Sự biến đổi mạng tinh thể ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình biến dạng Giai đoạn ban đầu: các nguyên tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng Giai đoạn biến dạng đàn hồi: các nguyên tử xê dịch phạm vi hẹp so với thông số mạng nên nó vẫn trở về vị trí ban đầu khi bỏ tải trọng Giai đoạn biến dạng dẻo: các nguyên tử xê dịch phạm vi lớn hơn so với thông số mạng nên nó không trở về vị trí ban đầu khi bỏ tải trọng Giai đoạn phá huỷ: liên kết giữa các nguyên tử bị cắt rời Khái niệm về biến dạng dẻo Là biến dạng không bị mất đi sau khi bỏ tải trọng tác dụng
Một số hình ảnh quan sát được tại vết gãy của mấu thử (điểm c) Phá huỷ dẻo Phá huỷ giòn (không có biến dạng dẻo)
Trượt đơn tinh thể Mặt trượt Phương trượt Hiện tượng trượt trong đơn Trượt trong đơn tinh thể tinh thể Zn Trượt là hiện tượng chuyển dời tương đối giữa các phần tinh thể theo các phương và mặt nhất định gọi là phương trượt và mặt trượt
Mặt trượt: Là mặt phân cách giữa hai mặt nguyên tử dày đặc nhất mà tại đó xảy ra hiện tượng trượt 2 điều kiện của mặt trượt: -Phải là mặt xếp xít chặt nhất (liên kết giữa các nguyên tử lớn  bền vững) -Khoảng cách giữa 2 mặt xít chặt phải là lớn nhất (dễ cắt đứt liên kết giữa 2 mặt  dễ xê dịch) Phương trượt: Là phương có mật độ nguyên tử lớn nhất Hệ trượt: Là sự kết hợp giữa một phương trượt và một mặt trượt
Hệ trượt trong mạng A2 Họ mặt trượt: {110} Số lượng: 6 Họ phương trượt : 2  số hệ trượt = số mặt x số phương = 12
Hệ trượt trong mạng A1 Họ mặt trượt: {111} Số lượng: 4 Họ phương trượt : 3  số hệ trượt = số mặt x số phương = 12
Hệ trượt trong mạng A3 Họ mặt xếp chặt nhất: {0001} Số lượng: 2 Họ phương xếp chặt nhất : 3  số hệ trượt = số mặt x số phương = 6
Nhận xét Kim loại có số hệ trượt càng cao thì càng dễ biến dạng  Nhôm (Al), đồng (Cu)…. dễ biến dạng hơn Manhê (Mg), Kẽm (Zn) Trong cùng một hệ tinh thể (lập phương): kim loại nào có số phương trượt nhiều hơn thì dễ biến dạng dẻo hơn  Nikel (Ni), Nhôm (Al), đồng (Cu) (A2)…. dễ biến dạng hơn Crôm (Cr), Vonfram (V) (A1)
Phân tích các tính toàn cho ứng suất tiếp trên mặt trượt từ mô hình trượt của đơn tinh thể s = F/So s’ F So f Phương trượt l l Fs Ss Ss t f So
Ứng suất tiếp gây ra trượt s ứng suất tác dụng s’ f Phương trượt l Mặt trượt Diện tích mặt trượt: S=S0/cosf t Ứng suất tiếp trên phương trượt: S0 t = (F/S)cosl=(F/S0)cosfcosl  t = s0 cosfcosl
Các giá trị tới hạn t = s0 cosfcosl s0: ứng suất quy ước do ngoại lực F tác dụng lên tiết ngang của tinh thể có tiết diện không đổi a) b) c) Không xảy Dễ xảy ra Không xảy ra trượt trượt ra trượt
Cơ chế trượt Lý thuyết: tth~ G/2 Thực tế: tth~ G/(8.1038.104)
Trượt trong đa tinh thể Đặc điểm:  Các hạt bị biến dạng không đều  Có tính đẳng hướng  Có độ bền cao hơn  Hạt càng nhỏ thì độ bền và độ dẻo càng cao sc=s0+kd-1/2
Tổ chức và tính chất sau biến dạng dẻo  Các hạt có xu hướng dài ra theo phương kéo Độ biến dạng từ 40-50% các hạt sẽ bị phân nhỏ, tạp chất và pha thứ hai bị chia nhỏ phân tán và kéo dài  tạo thớ Độ biến dạng từ 70-90% các hạt sẽ bị quay, các hạt và phương mạng cùng chỉ số đạt tới mức gần như song song  tổ chức textua biến dạng  Sau biến dạng dẻo thì trong kim loại tồn tại ứng suất dư lớn do xô lệch mạng tinh thể  Sau biến dạng dẻo thì cơ tính thay đổi: độ cứng, độ bền tăng. Độ dẻo và độ dai giảm. Làm tăng điện trở và giảm mạnh khả năng chống ăn mòn của kim loại
Phá huỷ Phá huỷ là gì?  Là dạng hư hỏng trầm trọng nhất, không thể khắc phục được  thiệt hại về kinh tế, con người….. cần phải có biện pháp khắc phục Đặc điểm chung: hình thành các vết nứt tế vi phát triển vết nứt  tách rời phá huỷ
a) phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh: Phá huỷ dẻo: là phá huỷ kèm theo biến dạng dẻo đáng kể  tiết diện mặt gãy thay đổi Phá huỷ giòn: là phá huỷ kèm theo biến dạng dẻo không đáng kể  tiết diện mặt gãy gần như không thay đổi  Cách nhận biết phá huỷ giòn và phá huỷ dẻo (quan sát vết phá huỷ) Phá hủy dẻo Phá huỷ giòn (tiết diện thay đổi) (tiết diện hầu như không đổi)
a) phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh (tiếp theo): Phá huỷ dẻo phát triển với tốc độ chậm, cần nhiều năng lượng  công phá hủy lớn Phá huỷ giòn phát triển với tốc độ rất nhanh, cần năng lượng nhỏ công phá hủy nhỏ hơn Chú ý: vết phá hủy có thể cắt ngang các hạt hay theo biên giới hạt
a) phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh (tiếp theo): Sự phụ thuộc của hình thức phá huỷ vào một số yếu tố: Nhiệt độ giảm, tốc độ đặt tải tăng  phá huỷ có xu hướng chuyển từ phá huỷ dẻo sang phá huỷ giòn Tiết diện thay đổi đột ngột, bề mặt bị tập trung ứng suất lớn  xu hướng tiến đến trang thái phá huỷ giòn Bề mặt của mẫu phá huỷ giòn
Cơ chế phá huỷ Vết Sợi cắt 1 2 3 4 5 1. Xuất hiện các vết nứt tế vi 2. Các vết nứt tế vi phát triển đến kích thước tới hạn 3. Các vết nứt tế vi phát triển đến kích thước lớn hơn giá trị tới hạn 4. Các vết nứt tế vi phát triển nhanh 5. Phá huỷ vật liệu