Tài liệu Bài giảng vật liệu học - Chương 7: Tính chất cơ học docx

      VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC       7.1.Tính chất cơ học của vật liệu kim loại 7.1.Tính chất cơ học của vật liệu kim loại 7.2.Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.2.Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.3.Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ 7.3.Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ Chương 7 Chương 7 Tính chất cơ học Tính chất cơ học       7.1.1.Khái niệm chung 7.1.1.Khái niệm chung 7.1.2.Giản đồ thử kéo và các giai đọan biến dạng 7.1.2.Giản đồ thử kéo và các giai đọan biến dạng 7.1.3.Các đặc trưng cơ tính 7.1.3.Các đặc trưng cơ tính 7.1.Tính chất cơ học của vật liệu 7.1.Tính chất cơ học của vật liệu kim loại kim loại            P P      !"  !" Nội lực Nội lực #$%&' #$%&'  ()*+, ()*+, -()*+   -()*+   σ σ , , ⊥ ⊥ . . /+0) /+0)   1 1 23 23 ε ε -()*++2  -()*++2  τ τ , ,   // // . . /+0) /+0)   4 4 530 530 γ γ 7.1.1.Khái niệm chung 7.1.1.Khái niệm chung P P γ τ PP S P     6 6 Cơ chế biến dạng Cơ chế biến dạng τ a b C d τ τ τ  B.dạng đàn hồi (H.b) : các ng.tử dịch chuyển B.dạng đàn hồi (H.b) : các ng.tử dịch chuyển   a a  B.dạng dẻo (H.c) : các ng.tử dịch chuyển (a+ B.dạng dẻo (H.c) : các ng.tử dịch chuyển (a+   a) a)  B.dạng phá hủy (H.d) : các ng.tử tách khỏi nhau B.dạng phá hủy (H.d) : các ng.tử tách khỏi nhau       7.1.2.Biểu đồ thử kéo và các giai 7.1.2.Biểu đồ thử kéo và các giai đọan biến dạng đọan biến dạng P P l o Diện tích ,S o , mm 2 Độ giãn dài,∆l = l c - l o , mm     7 7  Biểu đồ thử kéo Biểu đồ thử kéo P b ∆l P đh P a 0 P a’ e a b c a’’     8 8  Biến dạng đàn hồi: Biến dạng đàn hồi:   P P 1 1   P P đh đh   Mẫu biến dạng theo Mẫu biến dạng theo đường oe đường oe P P 1 1 = 0 = 0 => => Trở lại hình dạng và Trở lại hình dạng và kích thước ban đầu kích thước ban đầu  Các giai đoạn biến dạng Các giai đoạn biến dạng     9 9  Biến dạng dẻo: Biến dạng dẻo:   P P 2 2 = P = P a a   Mẫu biến dạng theo Mẫu biến dạng theo đường oea. đường oea. P P 2 2 = 0 = 0   Mẫu thử bị co lại Mẫu thử bị co lại theo đường theo đường // // oe oe oa’ - Biến dạng dư: dài thêm một đoạn oa’ - Biến dạng dư: dài thêm một đoạn a’a’’-B.dạng đàn hồi : mất đi khi bỏ tải trọng lực a’a’’-B.dạng đàn hồi : mất đi khi bỏ tải trọng lực        Biến dạng phá hủy: Biến dạng phá hủy:   P P 3 3 = P = P b b   Biến dạng cục bộ Biến dạng cục bộ (hình thành cổ thắt) (hình thành cổ thắt) => => Tải trọng lực giảm đi mà Tải trọng lực giảm đi mà biến dạng vẫn tăng theo biến dạng vẫn tăng theo đường bc đường bc => => Mẫu bị đứt và phá hủy tại điểm C Mẫu bị đứt và phá hủy tại điểm C [...]... PTFE5 0-7 0%t.thể PP 5 0-6 0%t.thể PS vô đ.hình PMMA vô đ.hình Bakelit 0.9 2-0 .93 0.9 5-0 .97 1.3 0-1 .58 2.1 4-2 .20 0.9 0-0 .91 1.0 4-1 .05 1.1 7-1 .20 1.2 4-1 .32 0.1 7-0 .28 1.0 7-1 .09 2. 4-4 .1 0.4 0-0 .55 1.1 4-1 .55 2.2 8-3 .28 2.2 4-3 .24 2. 8-4 .8 Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng δ = max σ MPa 8. 3-3 1 2 2-3 1 4 1-5 2 1 4-3 4 3 1-3 4 3 6-5 2 4 8-7 6 3 4-6 2 δ % 10 0-6 50 1 0-1 200 4 0-8 0 20 0-4 00 10 0-6 00 1. 2-2 .5 2-1 0 1. 5-2 .0 35 7.3.2 .Cơ chế biến dạng 1-Polyme giòn... các đặc trưng cơ tính  HB  σ  HB   δ ,  ψ ,  ak • ak δ x σ • Cơ tính tổng hợp của vật liệu: • Tính đàn hồi  :  HB , σ , δ , ψ , ak  HB , σ δ , ψ , ak : không nhỏ Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 25 7.2 .Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.2.1 .Tính đàn hồi & Tính giòn 7.2.2.Độ bền 7.2.3.Độ nhớt Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 26 7.2.1 .Tính đàn hồi & Tính giòn  P  σ > σ đh → Vật liệu bị phá... Ký hiệu: HRC TS Hà Văn Hồng 22 • Công dụng : -HB : Vật liệu mềm, kích thước lớn -HRB : Vật liệu mềm, kích thước nhỏ -HRA : Vật liệu cứng, mỏng -HRC : Vật liệu khá cứng : sau tôi, ram Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 23 • Quan hệ giữa các lọai độ cứng: - ộ cứng thấp : HB = 220 HRC = 20 - ộ cứng trung bình: HB =250 - 450 HRC = 25 – 45 - ộ cứng cao: HRC = 50 – 64 - ộ cứng rất cao: HRC > 64 Tháng 02.2006 TS... xúc của 2 lớp chất lỏng dV : Tốc độ dịch chuyển của 2 lớp chất lỏng dY : khoảng cách giữa 2 lớp chất lỏng T=Tphòng : E = max T > Tphòng :  E Tháng 02.2006 → η → τ → Biến dạng : khó → η → τ → Biến dạng : dễ TS Hà Văn Hồng 31 7.3 .Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ 7.3.1.Biến dạng & cơ tính 7.3.2 .Cơ chế biến dạng của polyme Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 32 7.3.1.Biến dạng & Cơ tính σ 1-Polyme giòn... phá huỷ => → Biến dạng dẻo: không (ε =0) σ ⇒ Có tính giòn • 1 -Vật liệu vô cơ 2-Kim loại Định luật Hooke: σ = E.ε =0 E-Mođun đàn hồi : E ≠ 0 0 ε Đồ thị ứng suất-Độ biến dạng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 27 7.2.2.Độ bền 1- ộ bền kéo: σk ≈ 0 2- ộ bền nén : σ n cao 3 -Cơ chế biến dạng dẻo : theo cơ chế trượt • Khuyết tật: Nút trống (Frenkel, Schotky); Tạp chất ↑ P  Khuyết tật chuyển đến b.giới hạt: bị... y m 2-P h ồi ca o me đàn 3-Poly 0 ε Đồ thị ứng suất-Độ biến dạng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 33 • Biến dạng = f (T) :  T σ   E,  σ ; δ 4oC 20oC 30oC 40oC 50oC 0 60oC ε Đồ thị - của polymetylmetacrylat • Biến dạng = f (Vb.d) :  Vb.d Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng   E,  σ ;  δ 34 • Cơ tính: σb = 1/10 σb thép ; Vật liệu d g/cm3 E 103MPa PE 4 0-5 0%t.thể PE 7 0-8 0%t.thể PVC vô đ.hình PTFE5 0-7 0%t.thể... Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 16 • Khái niệm :Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà không bị phả hủy • Ký hiệu: Ak -Công phá hủy mẫu,a k = KG.m 2 , KG.m/cm A k S S-Tiết diện cắt ngang 10 x 8 tại chỗ khoét rãnh Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 17 7.1.3.4 Độ cứng • Khái niệm : Là khả năng vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có một vật khác cứng hơn tác dụng lên bề mặt của nó • 2 lọai :... Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 19  Ký hiệu: P-Tải trọng lực, KG HB= P S S-Diện tích vết lõm có dạng chỏm cầu 2 Đơn vị đo : KG/mm Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 20 • Độ cứng Rocwel: f = 10KG f + P f = 10KG h Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 21  Độ cứng Rocwel: Các thang đo -Thang A – Dùng mũi chóp kim cương P = 60 KG -Thang B – Ký hiệu: HRA Dùng bi thép P = 100 KG -Thang C – Ký hiệu: HRB Dùng mũi chóp kim cương...7.1.3.Các đặc trưng cơ tính 7.1.3.1 Độ bền (tĩnh) 7.1.3.2.Độ dẻo 7.1.3.3.Độ dai va đập 7.1.3.4.Độ cứng 7.1.3.5.Quan hệ các đặc trưng cơ tính Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 11 7.1.3.1 Độ bền (tĩnh) • Phương pháp xác định : thử kéo • Ứng suất : • • P 2 , KG/mm σ= S Giới hạn đàn hồi:... ng.tử ion (-) → Ion cùng dấu → Đẩy nhau Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 29 7.2.3.Độ nhớt  Ceramic vô định hình : Biến dạng bằng chảy nhớt P  τ → Ng.từ & Ion trượt dịch → Liên kết cũ: phá vỡ → L.kết mới: hình thành τ => Biến dạng: giống chất lỏng Mô hình chảy nhớt của chất lỏng và thủy tinh lỏng Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 30  Độ nhớt (η ):  P  Lực xuất hiện trong lớp chuyển động (F-lực ma sát) . của vật liệu kim loại 7.2 .Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.2 .Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.3 .Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ 7.3 .Tính chất.       VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC       7.1 .Tính chất cơ học của vật liệu kim loại 7.1 .Tính chất cơ học