Bài giảng Vật liệu kim loại: Chương 2 - Biến dạng dẻo và cơ tính được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Biến dạng dẻo và phá huỷ; Sự biến đổi mạng tinh thể ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình biến dạng; 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!
Chương 2: Biến dạng dẻo tính Tải trọng F 2.1 Biến dạng dẻo phá huỷ Fb b Fa F đh a c e a1 a2 Độ dãn dài l Sơ đồ biểu diễn tải trọng-biến dạng điển hình KL Sự biến đổi mạng tinh thể giai đoạn khác trình biến dạng Giai đoạn ban đầu: Giai đoạn biến dạng đàn hồi: Giai đoạn biến dạng dẻo Giai đoạn phá huỷ: Khái niệm biến dạng dẻo Là biến dạng không bị sau bỏ tải trọng tác dụng Một số hình ảnh quan sát vết gãy mấu thử (điểm c) Phá huỷ dẻo Phá huỷ giịn (khơng có biến dạng dẻo) Hiện tượng trượt đơn tinh thể Mặt trượt Phương trượt Trượt đơn tinh thể Trượt đơn tinh thể Zn Trượt tượng chuyển dời tương đối phần tinh thể theo phương mặt định gọi phương trượt mặt trượt Mặt trượt: Là mặt phân cách hai mặt nguyên tử dày đặc mà xảy tượng trượt điều kiện mặt trượt: Phương trượt: Là phương có mật độ nguyên tử lớn Hệ trượt: Là kết hợp phương trượt mặt trượt Hệ trượt mạng A2 Họ mặt trượt: Số lượng: Họ phương trượt : số hệ trượt = số mặt x số phương = Hệ trượt mạng A1 Họ mặt trượt: Số lượng: Họ phương trượt : số hệ trượt = số mặt x số phương = Hệ trượt mạng A3 Họ mặt xếp chặt nhất: Số lượng: Họ phương xếp chặt : số hệ trượt = số mặt x số phương = Nhận xét Kim loại có số hệ trượt cao dễ biến dạng Trong hệ tinh thể (lập phương): kim loại có số phương trượt nhiều dễ biến dạng dẻo Phân tích tính tồn cho ứng suất tiếp mặt trượt từ mơ hình trượt đơn tinh thể = F/So ’ F So Phương trượt Ss Fs Ss So Nguyên lý xác định độ cứng Ép tải trọng xác định lên mẫu thông qua mũi đâm (không bị biến dạng dẻo) tạo vết lõm bề mặt vết lõm rộng (sâu) độ cứng thấp Có loại độ cứng: - Độ cứng tế vi - Độ cứng thô đại Độ cứng brinell HB Điều kiện chuẩn để xác định HB cho thép gang: Ưu điểm: Nhược điểm loại độ cứng HB - Không thể đo vật liệu có độ cứng cao 450 HB - - Mẫu phải phẳng, dày vết đâm lớn - Thời gian chậm phương pháp khác, phải có trợ giúp thiết bị quang học để xác định đướng kính vết lõm Khắc phục Độ cứng Rockwell f f F f: tải trọng sơ 10kg f h F: tải trọng (90kg cho thang B, 140kg cho thang đo C 50kg cho thang đo A) Cách xác định độ cứng rockwell: k = 100 với thang đo A, C với mũi đâm kim cương góc đỉnh 120 k = 130 với thang đo B dùng cho mũi bi thép Chú ý: loại độ cứng quy ước, khơng có thứ ngun Ưu điểm loại độ cứng rockwell Thang đo HR đo vật liệu cứng cao: sử dụng phổ biến Kết máy đo Thời gian để xác định giá trị độ cứng nhanh Mẫu không cần phẳng Độ cứng Vickers Mũi đâm kim cương, hình tháp mặt với góc đỉnh 1360 Tải trọng tác dụng nhỏ (1-100kg), điều kiện chuẩn 30kg với t = 10-15s Cách xác định độ cứng Vickers Ưu điểm: Nhược điểm: Bảng chuyển đổi thang đo độ cứng HV 240 513 697 Thấp TB Cao HB 240 475 - HRC 20 60 HRA 60,5 75,9 81,2 HRB 100 - Trạng thái vật liệu dựa giá trị độ cứng - Mềm: - Thấp: - Trung bình: - Tương đối cao: - Cao - Rất cao 2.3 Nung kim loại qua biến dạng dẻo Trạng thái kim loại sau biến dạng dẻo: Mức độ xô lệch mạng tinh thể lớn, mật độ lệch cao kim loại bị hoá bền, biến cứng Tại cần phải nung kim loại qua biến dạng dẻo? - Để tiếp tục biến dạng dẻo nhiều - Để gia công cắt dễ dàng - Khử bỏ ứng suất bên để tránh phá hủy giòn Ảnh tổ chức kim loại sau biến dạng dẻo Trước biến dạng Sau biến dạng Các giai đoạn chuyển biến nung nóng Giai đoạn hồi phục - Xảy nhiệt độ T < Tktl - Giảm khuyết tật (điểm, nút trống) - Giảm mật độ lệch - Giảm ứng suất - Tổ chức tế vi chưa biến đổi tính chưa thay đổi Các giai đoạn chuyển biến nung nóng (tiếp theo) Giai đoạn kết tinh lại - Xảy nhiệt độ: - Xuất mầm không chứa sai lệch biến dạng thường xuất vùng bị xô lệch mạnh (mặt trượt, biên hạt) - Sự phát triển hạt hồn tồn giống với q trình kết tinh KL lỏng - Sau kết tinh: Yếu tố ảnh hưởng đến trình kết tinh lại Nhiệt độ kết tinh lại Tktl: Tktl = a.TS a hệ số phụ thuộc độ kim loại, mức độ biến dạng thời gian giữ nhiệt Thông thường: mức độ biến dạng > 40-50%, thời gian giữ nhiệt nung 1h a xác định sau a = 0,4 với a = 0,2-0,3 với a = 0,5-0,8 với Tổ chức hạt nhận sau kết tinh lại Hạt sau KTL có dạng đa cạnh, đẳng trục Kích thước hạt phụ thuộc: - - - Tính chất vật liệu sau kết tinh lại: - - Kết tinh lại lần 2: khơng mong muốn Biến dạng nóng Thế biến dạng nóng? Là biến dạng dẻo nhiệt độ kết tinh lại T ~ (0,7-0,75)Ts Các trình xảy ra: - - Tính chất sau biến dạng nóng phụ thuộc vào q trình mạnh Biến dạng nóng (tiếp theo) Ưu điểm: - - - Nhược điểm: - - - ... cứng - Mềm: - Thấp: - Trung bình: - Tương đối cao: - Cao - Rất cao 2. 3 Nung kim loại qua biến dạng dẻo Trạng thái kim loại sau biến dạng dẻo: Mức độ xô lệch mạng tinh thể lớn, mật độ lệch cao kim. .. lý thuyết 2 Độ bền đơn tinh thể 101 0-1 0 12/ cm2 108/cm2 mật độ lệch Các kim loại nguyên chất sau ủ Kim loại sau biến dạng, hoá bền…… Các biện pháp hoá bền vật liệu Biến dạng dẻo: Hợp kim hoá: Tạo... dẻo cao c=0+kd-1 /2 Tổ chức tính chất sau biến dạng dẻo Các hạt có xu hướng dài theo phương kéo Sau biến dạng dẻo kim loại tồn ứng suất dư lớn xô lệch mạng tinh thể Sau biến dạng dẻo tính