Tài liệu về biến dạng của kim loại: biến dạng dẻo. Trong slide này trình bình rất nhiều kiến thức và kim loại, quá trình biến dạng, mốc biến dạng từng kim loại cụ thể điều kiện biến dạng kim loại, cũng như ưu nhược điểm, từ đó rút ra ứng dụng vào đời sống sản xuất
Chng 2: Bin dng v c tớnh Khi t ti F< Fh Bin dng theo ng Oe (tuyn tớnh) B lc tỏc dng, mu tr v trng thỏi ban u (theo ng oe) BD n hi - Khi ti t vo ln F> FhBin dng tng nhanh theo ti trng B ti, BD khụng mt i hon tonBD (tr v theo ng aa1 // oe, oa1 l BD d, a1a2 l BD n hi - Nu tip tc tng ti trng n Fbxy BD cc b, hỡnh thnh c tht, F gim, BD tngt - Ti trng F 2.1 Bin dng Fb b Fa a Fh c e a1 a2 dón di l Biu ti trng-bin dng in hỡnh ca KL S bin i mng tinh th cỏc giai on khỏc quỏ trỡnh bin dng 2.1.2 Trt n tinh th Giai on bin dng do: cỏc nguyờn t xờ dch ln hn mt thụng s mng tr v v trớ cõn bng mi b ti trng Giai on phỏ hu: liờn kt gia cỏc nguyờn t b ct ri Mt trt Giai on bin dng n hi: cỏc nguyờn t xờ dch nh hn mt thụng s mng tr v v trớ ban u b ti trng Phng trt Khi khụng chu lc tỏc dng : cỏc nguyờn t ch dao ng xung quanh v trớ cõn bng Chỳ ý: BD ch xy ng sut tip ( 2.1.1.Khỏi nim v bin dng L bin dng khụng b mt i sau b ti trng tỏc dng Hin tng trt n tinh th Trt n tinh th Zn /n: Trt l hin tng chuyn di tng i gia cỏc phn tinh th theo cỏc phng v mt nht nh gi l phng trt v mt trt H trt mng A2 Mt trt: L mt phõn cỏch gia hai mt nguyờn t dy c nht m ti ú xy hin tng trt iu kin ca mt trt: -Phi l mt xp xớt cht nht (khong cỏch gia cỏc nguyờn t nh nht liờn kt gia cỏc nguyờn t ln nht bn vng) - Do mt th tớch khụng i khong cỏch gia mt xớt cht l ln nht liờn kt gia chỳng yu nht (d ct t liờn kt gia mt d dch chuyn) H mt trt: {110} Phng trt: L phng cú mt nguyờn t ln nht H trt: L s kt hp gia mt phng trt v mt mt trt to s trt H trt mng A1 H mt trt: {111} S lng: S lng: H phng trt : s h trt = s mt x s phng = H trt mng A3 H mt xp cht nht: {0001} S lng: H phng trt : H phng xp cht nht : s h trt = s mt x s phng = s h trt = s mt x s phng = Phõn tớch cỏc tớnh toỏn cho ng sut tip trờn mt trt t mụ hỡnh trt ca n tinh th Nhn xột - Kim loi cú s h trt cng cao thỡ cng d bin dng Nhụm (Al), ng (Cu) d bin dng hn Magiờ (Mg), Km (Zn) = F/So (F l lc kộo n tinh th theo chiu trc) - Trong cựng mt h tinh th (lp phng): kim loi no cú s phng trt nhiu hn thỡ d bin dng hn F So Nikel (Ni), Nhụm (Al), ng (Cu) (A1) d bin dng hn Crụm (Cr), Vonfram (V) (A2) Phng trt Ss Fs Ss - Ngoi cỏc h trt chớnh, KL cũn cú th trt theo cỏc h khỏc cú mt xp chth thp hn So ng sut tip gõy trt Cỏc giỏ tr ti hn Lc tỏc dng F nh lut Schmid; coscos l tha s Schmid max ==450 Phng trt Din tớch mt trt: S= S0 = F cos = S b) c) So cos ng sut tip trờn phng trt: F S =/2 0: ng sut quy c ngoi lc F tỏc dng lờn tit ngang ca tinh th cú tit din khụng i (F/S0= 0) a) Mt trt S = coscos F coscos So t=0 =0 t=/2 ==450 t=0 =0 = coscos F ng sut qui c) = So Khụng xy trt D xy trt Khụng xy trt b C ch trt ni tip C ch trt Thc t: th~ G/(8.103 8.104) nh a.C ch trt cng: VD: th ca Al ~ 1MPAliờn quan n mng tinh th v mc hon thin ca mng tinh th Mng tinh th lý tng trt tt c cỏc nguyờn t hai bờn mt trt trt ng thing sut tip ln th~ G/2 (G l mụ un trt) bn lý thuyt s lng hn ch cỏc nguyờn t tham gia chuyn ng (1 thi im) chy tip sc - lý thuyờt > thc t 100-1000 ln tim nng ca VL 13 2.1.3 Trt a tinh th Thc t, BD ca KL luụn l trt ca a tinh th c im: Cỏc ht b bin dng khụng u (do nh hng phng mng khỏc ht bin dng trc, ht BD sau) Cú tớnh ng hng ( nh hng ngu nhiờnkt qu theo mi phng ging nhau) Cú bn cao hn ( biờn gii cú xụ lch mng, khú to mt trt v phng trtv cng cn trt) Ht cng nh thỡ bn v cng cao ( Nhiu ht nh hng thun li vi phng lc tỏc dng, BD d Nhiu ht biờn gii nhiubn tng) 15 2.T chc v tớnh cht sau bin dng Túm li: Cỏc ht cú xu hng kộo di theo phng BD Khi bin dng = 40-50% cỏc ht, cht v pha th hai b chia nh phõn tỏn v kộo di to th -= 70-90% cỏc ht s b quay, cỏc mt v phng mng cựng ch s t ti mc gn nh song song t chc textua cú tớnh d hng, ỏp dng KT in lm gim tn tht t bin th Sau bin dng kim loi tn ti ng sut d ln xụ lch mng tinh th Sau bin dng c tớnh thay i: cng, bn tng ( h; 0,2 tng mnh); v dai gim Bin cng, húa bn: Húa bn bin dng Tng in tr v gim mnh kh nng chng n mũn ca kim loi 18 2.2 Nung kim loi ó qua bin dng 2.2.1.Trng thỏi kim loi sau bin dng do: Mc xụ lch mng tinh th ln, mt lch cao kim loi b hoỏ bn bin cng ( nng lng d tr cao) cú xu hng chuyn v trng thỏi nng lng thp hn (trng thỏi trc bin dng do) Ti cn phi nung kim loi ó qua bin dng do? - cú th tip tc bin dng tip theo - cú th gia cụng ct c d dng - Kh b ng sut bờn trỏnh phỏ hy giũn Trc bin dng Sau bin dng 20 2.2.2 Cỏc giai on chuyn bin nung núng Giai on hi phc Giai on kt tinh li - Xy nhit T > Tktl -Hỡnh thnh cỏc ht mi khụng cú cha sai lch BD gõy theo c ch tao mm v phỏt trin mm ging qt kt tinh - Xy nhit T < Tktl - Gim khuyt tt (im, nỳt trng) - Gim mt lch - Gim ng sut - T chc t vi cha bin i nhiu c tớnh hu nh cha thay i - Mm l nhng vựng khụng cha sai lch bin dng v thng xut hin ti cỏc vựng b xụ lch mnh nht (mt trt, biờn ht) bin dng cng mnh s lng mm cng nhiu ht cng nh mnphỏt trin lờn - Kt thỳc KTL: cỏc ht hon ton mi, a cnh, mng tinh th ớt sai lch nht C tớnh tr v trng thỏi trc bin dng dothi bn : bn, cng gim, tng Yu t nh hng n quỏ trỡnh kt tinh li Nhit kt tinh li Tktl: T chc ht nhn c sau kt tinh li -Ht sau KTL thỡ cú dng a cnh, ng trc T ktl = a.TS Kớch thc ht ph thuc: a h s ph thuc sch ca kim loi, mc bin dng v thi gian gi nhit - Mc bin dng Thụng thng: mc bin dng > 40-50%, thi gian gi nhit nung l 1h : - Nhit a = 0,4 vi kim loi nguyờn cht k thut Gi nhit quỏ di, nhit cng caoht cng lnJ/ KTL ln khụng mong mun a = 0,2-0,3 vi kim loi hu nh nguyờn cht -Thi gian gi nhit a = 0,5-0,8 vi cỏc dung dch rn nh hng ca nhit n kớch thc ht ca ng thau a 4000 C b 6500C c 8000 C S bin i t chc v c tớnh ca KL ó qua BD v nung núng: bn, cng gim tng ( sau KTL li gim) 2.2.3 Bin dng núng Th no l bin dng núng? L bin dng trờn nhit kt tinh li T ~ (0,7-0,75)Ts Cỏc quỏ trỡnh xy ra: - Bin dng gõy hoỏ bn vt liu - Xy quỏ trỡnh KTL VL tr nờn mm (thi bn) Tớnh cht sau bin dng núng ph thuc vo quỏ trỡnh no mnh hn Lý tng : Hiu ng thi bn ln ( To kt thỳc BD>TKTL) v thi gian gi nhit ln hon thnh KTL 25 u im: 2.3 Phỏ hu - Phụi c nung núng mm lc tỏc dng nh Phỏ hu l gỡ? - Bớt c cỏc r khớ nu cú - Quỏ trỡnh hp lý, sau BDD, phụi cú th em gia cụng c - Cú th cú th t c ht nh vi c tớnh cao Nhc im: - Khú khng ch T ng u trờn phụi khú ng nht v t chc, c tớnh - Khú khng ch chớnh xỏc hỡnh dng, kớch thc chi tit - Cht lng b mt khụng cao d b OXH b mt (a) T chc th ca trc khuu ch to bng dp núng (b) bng phng phỏp ct t thi thộp nguyờn L dng h hng trm trng nht, khụng th khc phc c thit hi v kinh t, ngi cn phi cú bin phỏp khc phc c im chung: hỡnh thnh cỏc vt nt t vi phỏt trin vt nt tỏch ri phỏ hu 2.3.1 Phỏ hu iu kin ti trng tnh: Phỏ hu do: l phỏ hu kốm theo bin dng ỏng k tit din mt góy thay i Phỏ hu giũn: l phỏ hu kốm theo bin dng khụng ỏng k tit din mt góy gn nh khụng thay i Cỏch nhn bit phỏ hu giũn v phỏ hu (quan sỏt vt phỏ hu) Phỏ hy Phỏ hu phỏt trin vi tc chm, cn nhiu nng lng cụng phỏ hy ln Phỏ hu giũn phỏt trin vi tc rt nhanh, cn nng lng nh cụng phỏ hy nh hn Chỳ ý: vt phỏ hy cú th ct ngang cỏc ht hay theo biờn gii ht Phỏ hu giũn C ch phỏ hu Loi phỏ hu ph thuc vo mt s yu t: - Vt liu: Thộp phỏ hy do, gang phỏ hy giũn -T0 gim, v t ti tng phỏ hu cú xu hng chuyn t phỏ hu sang phỏ hu giũn Vt ct Si - Tit din thay i t ngt, b mt b trung ng sut ln xu hng tin n phỏ hu giũn Xut hin cỏc vt nt t vi Cỏc vt nt t vi phỏt trin n kớch thc ti hn Cỏc vt nt t vi phỏt trin n kớch thc ln hn giỏ tr ti hn Cỏc vt nt t vi phỏt trin nhanh B mt ca mu phỏ hu giũn Phỏ hu vt liu Nguyờn nhõn xut hin cỏc vt nt t vi -Theo ng t nhiờn (ngui nhanh nt chi tit) - T cỏc r khớ, bt khớ - T cỏc pha mm vt liu - Sinh quỏ trỡnh BD lch phỏt sinh thờm (ngun Frank- Read) hp nhiu lch cựng du chuyn ng trờn cựng mt mt trt v gp vt cn (pha th hai) 2.3.2 Phỏ hu iu kin ti trng thay i theo chu k c im: vt liu chu ti trng khụng ln (200kJ/m2 i vi vt liu chu va p cao: ak>1000kJ/m2 Mi tng quan gia ak v (0,2; ) ak ~ ch (0,2 ) x ) Cỏc bin phỏp nõng cao ak - Ht nh mn tng ak cng l gỡ? L kh nng chng li bin dng cc b ca vt liu ti trng thụng qua mi õm c im: - Khi vt liu khụng ng nht Ch biu th cho tớnh cht b mt - Biu th kh nng chng mi mũn, tớnh mi búng ca vt liu - Hỡnh dng ht trũn, a cnh cú dai cao hn ht cú dng tm, kim - Khi vt liu ng nht () cng cao khú gia cụng ct - Quỏ trỡnh xỏc nh cng n gin hn nhiu so vi cỏc ch tiờu c tớnh khỏc ( nhanh, khụng phỏ hy mu, tin hnh trờn sn phm ) Nguyờn lý xỏc nh cng cng brinell HB -Trng thỏi b mt ( vt khớa, rónh, l ) - S lng, kớch thc cỏc pha giũn tng, hỡnh dng tm, li v phõn b khụng u gim ak ẫp ti trng xỏc nh lờn mu thụng qua mi õm (khụng b bin dng do) to vt lừm trờn b mt vt lừm cng rng (sõu) cng cng thp Cú loi cng: - cng t vi (dựng ti trng nh, mi õm bộ): xỏc nh cng ca cỏc ht, pha t chc ca vt liu dựng cho nghiờn cu - cng thụ i (ti trng v mi õm ln): phn ỏnh kh nng chng bin dng ca nhiu ht, pha xỏc nh cng chung cho VL Cỏc loi cng thụng dng: Brinell (HB); Rockwell (HR); Vickers (HV) iu kin chun xỏc nh HB cho thộp v gang: D=10mm, F=3000kG, t=15s u im: cú mi quan h bc nht vi b bit HB xỏc nh tng i b m khụng cn th kộo b=a.HB Thộp cỏn ng- km Dura a=0,34 a=0,4-0,55 a= 0,35 12 Nhc im ca loi cng HB cng Rockwell f f - Khụng th o c vt liu cú cng cao hn 450 HB (do bi bng thộp tụi) khụng ng dng o cng cho thộp tụi, hp kim cng F - Mu phi phng, dy vt õm ln khụng o c cng trc tip trờn sn phm f h f: ti trng s b 10kg - Thi gian o chm hn cỏc phng phỏp khỏc (10), phi cú s tr giỳp ca cỏc thit b quang hc (lỳp hay HV) xỏc nh ng kớnh vt lừm tra bng Khc phc s dng cng Rụcvel F: ti trng chớnh (90kG cho thang B, 140kG cho thang o C v 50kG cho thang o A) - Vt lừm cng sõu cng cng thp - Qui c: sõu thờm 0,002mm ( 2micron) cng gim i n v - L loi cng quy c, khụng cú th nguyờn cng Vickers Cỏch xỏc nh cng rockwell: HR k h 0,002 Mi õm kim cng, hỡnh thỏp mt u vi gúc nh 1360 k = 100 vi thang o A, C vi mi õm kim cng gúc nh 1200 Ti trng tỏc dng nh (1-100kg), iu kin chun 30kg vi t = 10-15s k = 130 vi thang o B dựng cho mi bi thộp Cỏch xỏc nh cng Vickers u im ca loi cng rockwell - Thang o HR cú th o c cỏc vt liu cng cao: thộp tụi, lp hoỏ bn. c s dng rt ph bin - Kt qu cú th c hin trờn mỏy o u im: xỏc nh c cng cho mi loi vt liu - Thi gian xỏc nh c giỏ tr cng nhanh - Mu khụng cn phng, khụng cn quỏ dy cú th o trc tip trờn sn phm Nhc im: vi ti trng nh thỡ cn tr giỳp ca thit b quang hc xỏc nh d 13 Bng chuyn i gia cỏc thang o cng Cn nm chc: HV HB HRC HRA HRB Thp 240 240 20 60,5 100 TB 513 475 50 75,9 - Cao 697 - 60 81,2 - Trng thỏi vt liu da trờn giỏ tr cng - Mm: HB< 150 - Tng i cao: HRC ~ 50-58 - Thp: HB ~ 200 - Rt cao HRC > 65 - Trung bỡnh: HB ~ 300-400 - Cao HRC ~ 60-65 -Trt ( bin dng) ca n tinh th - ng sut gõy trt- cỏch tớnh ng sut gõy trt - C ch trt cng v trt ni tip - Cỏc c im ca bin dng a tinh th - T chc v tớnh cht sau bin dng - Nung kim loi qua bin dng ( kt tinh li) ( bin i t chc- tớnh cht) - Phỏ hy : c trng phỏ hy do-giũn- mi - C tớnh: bn-do-daiva p- cng - Chỳ ý: Phõn bit cỏc trng hp s dng cng HB-HRA-HRB-HRC-HV 54 14