chương 3 biến dạng dẻo và cơ tính của vật liệu

Biến dạng dẻo đơn tinh thể • Có 2 hình thức biến dạng dẻo: - Trượt: hình thức chủ yếu - Song tinh • Trượt: sự chuyển dời tương đối với nhau giữa các phần tinh thể theo những mặt và

CHƯƠNG 3

BIẾN DẠNG DẺO VÀ

CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU

1 BIẾN DẠNG DẺO 1.1 Thí nghiệm kéo kim loại

1.1 Thí nghiệm kéo kim loại

• Đặt tải Pa: mẫu bị kéo dài

OA”: biến dạng Oa’’

• Bỏ tải: mẫu trở lại theo

OA’OP:

- Biến dạng dư: Oa’

- Biến dạng đàn hồi: a’a’’

1.2 Biến dạng dẻo đơn tinh thể

• Có 2 hình thức biến dạng dẻo:

- Trượt: hình thức chủ yếu

- Song tinh

• Trượt: sự chuyển dời tương đối với nhau

giữa các phần tinh thể theo những mặt và phương nhất định: Mặt trượt và Phương

trượt

1.2 Biến dạng dẻo đơn tinh thể

chuyển tương đối với

nhau thường theo

phương có mật độ

nguyên tử cao nhất

• Khi đó liên kết giữa các

nguyên tử đối diện bị đứt

Mặt trượt và phương trượt

• Khả năng biến dạng dẻo

của kim lọai tỷ lệ với số

cách trượt Mạng 

LPDT,LPTT dễ cán kéo

1.3 Biến dạng dẻo đa tinh thể

1.3.1 Đặc điểm

1 Các hạt định hướng khác nhau  biến

dạng khác nhau  độ biến dạng dư

không đều

2 Các hạt liên kết nhau  biến dạng dẻo

mỗi hạt ảnh hưởng các hạt liền kề và bị chúng cản trở

3 Vùng biên giới hạt sắp xếp không trật tự

 khó biến dạng dẻo do không hình

thành được các mặt trượt và phương

trượt

1.3.2 Tác động của biến dạng dẻo

đến tổ chức tế vi

1 MTT xung quanh mặt trượt bị xô lệch  một

phần MTT sắp xếp không trật tự

2 Hình dạng hạt thay đổi:

- Độ biến dạng bé (1-5%): độ biến dạng không

đều: có hạt bị biến dạng, có hạt chưa biến

dạng

- Tăng độ biến dạng: chênh lệch độ biến dạng

giữa các hạt giảm, hạt dần bẹt và dài ra

- Độ biến dạng lớn (>40%): hạt bị chia cắt, tạp

chất nhỏ vụn kéo dài theo phương biến dạng tạo tổ chức thớ

1.3.2 Tác động của biến dạng dẻo

đến tổ chức tế vi

1.3.3 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo

- Giảm độ dẻo, dai

3 Biến dạng dẻo làm thay đổi lý, hóa tính KL:

- Giảm tính dẫn điện, dẫn nhiệt

- Độ thấm từ, cảm ứng từ dư giảm

- Dễ bị ăn mòn hóa học

kèm theo biến dạng dẻo

không rõ, vùng gãy vỡ có

tiết diện không biến đổi

kèm theo biến dạng dẻo

với mức độ rõ vùng gãy

vỡ có tiết diện thay đổi

2.1 Phá hủy trong điều kiện

tải trọng tĩnh

• Nguyên nhân của phá hủy khi tương quan

giữa giới hạn chảy σc và giới hạn tách đứt

σtđ

- Khi σc < σtđ : phá hủy dẻo

- Khi σc > σtđ : phá hủy giòn

- Tạo thành vết nứt đầu tiên (vết nứt tế vi)

- Phát triển vết nứt tế vi

2.2 Phá hủy trong điều kiện

tải trọng chu kỳ

- Giá trị và dấu của ứng suất thay đổi theo chu kỳ

- Sự phá hủy xảy ra sau một thời gian làm việc

- Ứng suất gây phá hủy mỏi thấp hơn giá trị bền

- Mặt gãy không bị biến dạng và có hai vùng rõ rệt

- Vết nứt có sẵn

- Vết nứt sinh ra trong quá trình làm việc

3 Các đặc trưng cơ tính của KL

• Mẫu thử: tiêu chuẩn

hoặc không tiêu

chuẩn

bị chảy (biến dạng với

ứng suất không đổi:

đoạn nằm ngang trên

biểu đồ)

- c = Pc / F0

sau khi bỏ tải trọng:

mẫu bị biến dạng dư

0,2%

3.1.1 Các đặc trưng bền

• Giới hạn bền:

b = Pb / F0

= Pmax /F0

3.1.2 Các đặc trưng dẻo

• Độ giãn dài tương đối:

• Độ thắt tỷ đối:

đứt

3.2 Độ dai va đập

• Đánh giá khả năng

làm việc của chi tiết

chiu tải trong động

• Độ dai va đập là công

tiêu phí để phá hủy

một đơn vị diện tích

tiết diện ngang, được

đo theo đơn vị

Kg.m/cm² hay kJ/m²

• Ký hiệu: ak

3.3 Độ bền mỏi

• Giới hạn bền mỏi là chỉ tiêu cơ tính quan trọng để đánh giá khả năng làm việc của chi tiết dưới tải trọng thay đổi như trục , bánh răng , lò xo…

• Ký hiệu: -1

4 Độ cứng (Hardness)

• Là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của tải trọng bên ngoài thông qua mũi đột

• Độ cứng là phương pháp có ý nghĩa thực tế :

- Nhanh, chỉ cần từ vài giây đến một phút

- Không phá hủy mẫu, có thể tiến hành ngay trên sản phẩm

• Đặc trưng được rất nhiều tính chất làm việc và công nghệ của vật liệu:

4.2 Độ cứng Rockwell

• Nguyên lý:

- Ấn một tải trọng lên vật cần đo

qua viên bi thép (HRB) hoặc

mũi kim cương hình nón có

góc ở đỉnh 1200 (HRA, HRC)

- Đo chiều sâu vết lõm h Chiều

sâu vết lõm ứng với giá trị của