Vật Liệu Học full pdf

1 Cấu trúc tinh thể hình thành 1.1 Cấu tạo liên kết nguyên tử - Cấu tạo nguyên tử: Nguyên tử = Hạt nhân (p+n) + điện tử (Ze-) • Đặc trưng e (n, l, ml, ms ) • Số lượng tử chính: n = 1,2, 3…(K, L, M,…) • Kí hiệu phân lớp: l =0, 1, 2, 3, (s, p, d, f, …) • 𝑚𝑙 , 𝑚𝑠 : mức lượng tử từ • Nguyên tử: cấu hình ổn định (cho nhận thêm e-) - Các dạng liên kết chất rắn: Liên kết mạnh: hóa trị, ion, kim loại; Liên kết yếu: Van der Waals • Liên kết đồng hố trị: Đặc điểm: ➢ Liên kết thông qua cặp đôi điện tử ghép chung ➢ Có tính định hướng ➢ Liên kết mạnh ➢ Trong vật liệu: bán dẫn, ceramic, mạch cacbuahydro phân tử polyme VD: Liên kết đồng hoá trị dị cực CH4 [C (Z=6); H(Z=1)]; Liên kết đồng hoá trị đồng cực Si (Z=14); • Liên kết ion: Đặc điểm: ➢ Bản chất lực hút tĩnh điện Ntử nhường e hoá trị (tạo ion dương) – Ntử dễ nhận e hố trị (tạo ion âm) ➢ Khơng có tính định hướng ➢ Thể tính giịn ➢ Là liên kết mạnh ➢ Độ lớn phụ thuộc khoảng cách điện tích ➢ Thường gặp hợp chất KL(dễ cho e-) kim (dễ nhận e-): oxit, muối halogen… VD: NaCl [Na(Z=11) ; Cl(Z=17)] • Liên kết kim loại Đặc điểm: ➢ Liên kết lực tĩnh điện mạng tinh thể ion dương e tự bao quanh ➢ Liên kết mạnh (yếu ĐHT ion) ➢ Tính kim loại :+ Ánh kim; + Dẫn điện, dẫn nhiệt; + Tính dẻo cao VD: Cu (Z=29) • Liên kết hỗn hợp: hình thành vật liệu tồn nhiều loại liên kết có góp mặt nhiều loại nguyên tố Ví dụ: NaCl: 52% liên kết ion 48% liên kết đồng hố trị • Liên kết Van de Waals: Đặc điểm: ➢ Do có tương tác phần tử bị phân cực ➢ Là liên kết yếu ➢ Trong vật liệu polyme - Sự xếp ngun tử vật rắn tinh thể • Chất khí: nguyên tử, phân tử chuyển động hỗn loạn • Chất rắn tinh thể: ngun tử có vị trí hồn tồn xác định (có trật tự gần trật tự xa) ➢ Trật tự gần: TT trì khoảng cách vài nguyên tử ➢ Trật tự xa: TT trì khoảng cách lớn • Chất lỏng: có trật tự gần, khơng có trật tự xa • Chất rắn vơ định hình: cấu trúc giống chất lỏng trước đông đặc 1.2 Khái niệm mạng tinh thể - - Mạng tinh thể: = đường thẳng tượng tưởng + cầu rắn (nguyên tử, ion, ) Ơ sở: • Là hình khơng gian thể tích nhỏ nhỏ đặc trưng cho tính đối xứng mạng tinh thể • Tịnh tiến sở theo ba chiều khơng gian xây dựng tồn mạng Ô sở cách biểu diễn Ba nghiêng (tam tà) Một nghiêng (đơn tà) Trực thoi Ba phương (mặt thoi) Sáu phương (lục giác) Chính phương (bốn phương) Lập phương - - abc abc abc a=b=c a=b c  ==900 ===900 ==900 ==900, =1200 a=b c ===900 a=b=c ===900 Nút mạng [x,y,z]: biểu thị toạ độ nguyên tử VD: A [1,0,1] B [1,1,1] C [0,1,1] Chỉ số Miller phương mạng [uvw]: • Phương: đường thẳng qua hai nút mạng có hướng • Hai phương // có số (vì xếp nguyên tử giống nhau) VD: OB [111] OE [210] MK [22-1] • Quy tắc: • Qua gốc tọa độ kẻ véc-tơ OM song song với phương cần xác định • Xác định số Miller M[x,y,z] 𝐮 𝐯 𝐰 • Quy đồng mẫu số chung nhỏ nhất: 𝐱 = 𝐌𝐒𝐂𝐍𝐍 ; 𝐲 = 𝐌𝐒𝐂𝐍𝐍 ; 𝐳 = 𝐌𝐒𝐂𝐍𝐍 • [uvw] số Miller phương cần tìm Chỉ số Miller mặt nguyên tử (hkl) • Mặt nguyên tử : Mặt phẳng chứa nút mạng (nguyên tử) • Hai mặt ngun tử // có xếp ngun tử → có số • Chỉ xác định số Miller cho MF gần O khơng qua O • Quy tắc: ➢ Rời mặt phẳng khỏi gốc tọa độ ➢ Xác định giao điểm MF với trục Ox, Oy, Oz: P[x,0,0]; Q[0,y,0]; R[0,0,z] 1 ➢ Lấy nghịch đảo: 𝑥 ; 𝑦 ; 𝑧 ℎ 𝑘 𝑙 ➢ Quy đồng mẫu số chung nhỏ nhất: 𝑀𝑆𝐶𝑁𝑁 ; 𝑀𝑆𝐶𝑁𝑁 ; 𝑀𝑆𝐶𝑁𝑁 ➢ (hkl) số Miller MF cần tìm - VD:DFH (111), EFAB (100), ABCH(010) Họ phương, ký hiệu : Các phương có giá trị tuyệt đối u,v,w giống khơng kể thứ tự có quy luật xếp nguyên tử Họ mặt, ký hiệu {hkl}: Các mặt có giá trị tuyệt đối h, k, l giống khơng kể thứ tự có quy luật xếp nguyên tử Họ phương, họ mặt:Hệ lập phương, có tính đối xứng cao: xếp ngun tử Ox, Oy, Oz nhau→có thể giao hốn trục cho mà không làm thay đổi chất mạng tinh thể Chỉ số mặt (chỉ số Miller-Bravais) (hkil) cho hệ tinh thể sáu phương 1.3 Mạng tinh thể điển hình vật liệu với liên kết kim loại 1.3.1 Mạng lập phương tâm mặt (A1) - Ô sở : Khối lập phương cạnh a Sắp xếp ngtử: ngtử đỉnh; ngtử tâm mặt bên - Đặc điểm: • Số nguyên tử sở: Nơ = • Phương xếp chặt nhất: - 𝑎√2 • Bán kính ngun tử: rnt = • Mặt xếp chặt nhất: {111}; Ms =𝑠𝑛𝑡 /𝑠(110) = ?% • Mật độ thể tích: Mv = Vnt = Vơ 74% → 26% cịn lại lỗ hổng Lỗ hổng mạng A1 • Lỗ hổng : Không gian trống nguyên tử; • Kích thước lỗ hổng = đường kính cầu lớn đặt lọt lỗ hổng • Lỗ hổng mặt: Vị trí: ¼ đường chéo khối tính từ đỉnh; Kích thước: d=0,225dngtử • Lỗ hổng mặt: Vị trí: tâm khối cạnh; Kích thước: d=0,414dngtử • Kim loại có kiểu mạng A1: Feγ, Au, Ag, Al, Cu, Ni,… 1.3.2 Mạng lập phương tâm khối (A2) - Ô sở : Khối lập phương cạnh a Sắp xếp ngtử: ngtử đỉnh; ngtử tâm ô sở - Đặc điểm: • Số nguyên tử ô sở: Nô = • Phương xếp chặt nhất: - a√3 • Bán kính ngun tử: rnt = • Mặt xếp chặt nhất: {110} Ms = 𝑠𝑛𝑡 /𝑠(110) = ?% • Mv = Vnt Vô = 68% Lỗ hổng mạng A2 • Lỗ hổng mặt Vị trí: tâm mặt bên cạnh; Kích thước: dlh=0,154dngtử • • 1.3.3 Lỗ hổng mặt: Vị trí: ¼ cạnh nối điểm cạnh đối diện; Kích thước: dlh=0,291dngtử Kim loại có kiểu mạng A2: Fe, Cr, Tiβ, Mo, W, V…… Mạng sáu phương xếp chặt (A3) - - Ô sở: Khối lục lăng cạnh đáy a, chiều cao c • Sắp xếp ngtử: 12 ngtử 12 đỉnh; ➢ ngtử tâm đáy; ➢ ngtử nằm tâm khối lăng trụ tam giác khơng kề Đặc điểm: • Số ngun tử sở: Nơ = • Phương xếp chặt nhất: • Bán kính ngun tử: rnt = a/2; c/a = 1,633 (Thực tế: 1,59 < c/a < 1,64) • Mặt xếp chặt nhất: (0001) • - Mv = Vnt Vơ = 74% • Kim loại có kiểu mạng A3: Tiα Zn, Mg, Mg, Be, Cd, Zr,… Khối lượng riêng kim loại • khối lượng sở thể tích ô sở 𝛒= Tính KLR Cu, số mạng 3,61Ao, biết nguyên tử khối 64 g/mol 𝑛.𝐴 ρ =𝑉.𝑁 𝐴 1.4 Sai lệch mạng tinh thể - Khái niệm : nguyên tử nằm sai vị trí quy định → ảnh hưởng tính chất - Phân loại: Sai lệch điểm, Sai lệch đường, Sai lệch mặt - Khuyết tật điểm: kích thước nhỏ (nguyên tử) theo chiều khơng gian • - Khuyết tật điểm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu ➢ Ảnh hưởng đến tính ➢ Ảnh hưởng đến tính chất điện: VD:Si tinh khiết:độ dẫn điện:4.10−4 [Ωm]−1→Thêm1,4.10−5%P:→độ dẫn điện:150[Ωm]−1 Độ dẫn điện Cu tinh khiết: 107 [Ωm]−1 Cu + 1,12%Ag: 3,5.107 [Ωm]−1 Khuyết tật đường – lệch • Kích thước nhỏ (nguyên tử) theo chiều lớn theo chiều thứ ba • Lệch biên: chèn thêm bán mặt vào nửa mạng tinh thể lý tưởng; Lệch biên có ảnh hưởng lớn đến trình biến dạng dẻo Véctơ Burger b: vecto đóng kín vịng trịn vẽ mặt phẳng vng góc với trục lệch chuyển từ tinh thể không lệch sang có lệch • Lệch xoắn: hai phần mạng tinh thể trượt tương đối so với số mạng Các nguyên tử vùng lệch xếp theo hình xoắn ốc • Lệch hỗn hợp Kết hợp lệch biên lệch xoắn • Đặc trưng hình thái lệch ➢ Véc tơ Buger: Độ lớn véc tơ Buger → lượng lệch ➢ Mật độ lệch ρ : ▪ ∑ llệch V =[ cm ] cm3 = [cm−2 ]Phụ thuộc độ trạng thái gia công Kim loại trạng thái ủ ρ = 108 cm−2 1.5 ▪ Hợp kim kim loại sau biến dạng nguội : ρ = 1010 ÷ 1012 cm−2 • Ý nghĩa lệch: ➢ Lệch biên có ảnh hưởng lớn đến q trình biến dạng dẻo ➢ Lệch xoắn giúp cho mầm phát triển nhanh kết tinh - Khuyết tật mặt:Kích thước lớn theo hai chiều đo nhỏ theo chiều thứ ba, tức có dạng mặt • Biên giới hạt ➢ VL dễ bị phá hủy theo biên hạt ➢ Cản trở lệch chuyển động ➢ Dễ hòa tan nguyên tố khác Sự kết tinh hình thành tổ chức kim loại 1.5.1 Điều kiện kết tinh - Biến đổi lượng kết tinh + T >T0 → GL < GR + T GR T0 - nhiệt độ kết tinh (nóng chảy) lý thuyết - Độ nguội : ΔT = T0 − T > ( 1-2oC ÷ 1000oC) - Động lực kết tinh: ΔG = GL − GR > - Điều kiện kết tinh : ΔT > (ΔG>0) 1.5.2 - Hai trình kết tinh Quá trình kết tinh gồm trình: Tạo mầm Phát triển mầm-Song song nối tiếp • a) Tạo mầm 2σ ➢ Mầm tự sinh: r ≥ rth = ∆G (∆T tăng → ∆GV tăng → rth giảm) V ➢ Mầm ký sinh: Các hạt rắn có sẵn chất lỏng (chất biến tính, tạp chất…) Nhấp nhơ bề mặt khn đúc • b) Phát triển mầm: Ngun tử chất lỏng bám lên bề mặt mầm lớn lên, đặc biệt bậc lệch xoắn (quá trình tự nhiên để giảm lượng tự hệ) 1.5.3 Sự hình thành hạt tinh thể - Mỗi mầm phát triển thành hạt, hạt phát triển trước to - Các hạt có cấu trúc tinh thể giống nhau, định hướng ngẫu nhiên - Biên giới hạt vơ định hình (ngun tử xếp ngẫu nhiên → sai lệch mặt) - Hình dạng hạt tinh thể phụ thuộc phương thức làm nguội 1.5.4 Cấu tạo thỏi đúc - a) Ba vùng tinh thể thỏi đúc • Vùng 1: Lớp tiếp xúc thành khuôn, hạt nhỏ mịn • Vùng 2: hạt lớn hình trụ vng góc với thành khn • Vùng 3: có hạt lớn đẳng trục - b) Khuyết tật vật đúc: • Rỗ co lõm co: Vlỏng < Vrắn • Rỗ khí: khí hịa tan khơng kịp • Thiên tích : khơng đồng thành phần tổ chức tạp chất tích tụ 1.5.5 Đơn tinh thể, Đa tinh thể - Đơn tinh thể: • kiểu mạng, phương mạng, tồn vật rắn tinh thể • Tính dị hướng • Một hạt tinh thể • Vật liệu bán dẫn - Đa tinh thể: • kiểu mạng, nhiều phương mạng • Tính đẳng hướng • Nhiều hạt tinh thể • Vật liệu kết cấu • Đa tinh thể ≈ ∑n(đơn tinh thể) • Độ hạt: Biểu diễn kích thước trung bình hạt tinh thể tổ chức tế vi: ➢ Kích thước hạt (độ hạt) nhỏ → tính vật liệu tốt ➢ Xác định độ hạt/Xác định kích thước hạt: Dùng cấp hạt theo tiêu chuẩn ASTM: 00, 0, 1, 2, ….14 Thường dùng cấp: 1-8 Số hạt có inch2 Số hạt có Diện tích thật (ở độ phóng đại x100) 1mm2 thật mẫu hạt, mm2 00 0,25 0,258 0,5 0,129 1 16 0,0645 2 32 0,0323 64 0,0161 128 0,00807 16 256 0,00403 32 512 0,00202 64 1024 0,001008 128 2048 0,000504 256 4096 0,000252 10 512 8200 0,000126 11 1024 16400 0,000063 12 2048 32800 0,0000315 13 4096 65600 0,0000158 14 8200 131200 0,00000788 1.5.6 Các phương pháp tạo hạt nhỏ đúc - Nguyên lý chung tạo hạt nhỏ: tăng tốc độ tạo mầm giảm tốc độ phát triển mầm - Kích thước hạt A phụ thuộc tốc độ sinh mầm (n) phát triển mầm (v) Cấp 𝟒 𝐕 𝟑 A=1,1 √(𝐧) • ΔT< ∆T1 (103 oC/s) : ΔT tăng → n, v tăng → Kích thước hạt nhỏ; • ∆T1 < ΔT∆T2 : ΔT tăng → n giảm, v giảm → Vật liệu vô định hình - Làm nhỏ hạt: Tăng tốc độ nguội (tăng độ nguội) VD : Đúc khuôn cát vs khuôn kim loại 1.5.7 Các phương pháp tạo hạt nhỏ đúc - Biến tính: thêm vào kim loại lỏng lượng chất biến tính làm nhỏ hạt, thay đổi hình dạng hạt • Tạo mầm ngoại lai: Kim loại có kiểu mạng tương tự (Ti), chất tạo oxyt, nitrit Al2O3, AlN, đúc thép • Hấp phụ: Na (0,01%) cho hợp kim nhơm đúc • Cầu hóa: Mg, Ce, nguyên tố đất - Tác động vật lý : rung, siêu âm, đúc ly tâm,… Biến dạng dẻo tính vật liệu 2.1 Biến dạng dẻo 2.1.1 Khái niệm - Các trạng thái ứng suất: Ư/S kéo Ư/S nén Ư/S tiếp Ư/S xoắn → Ứng suất: σ = F/A - Giản đồ ứng suất – biến dạng • Biến dạng đàn hồi (đoạn Oa): ➢ σ ≤ σđh ➢ ε = 0, σ = E.ε ➢ Do σtiếp σpháp ➢ Là biến dạng bỏ lực tác dụng, chi tiết trở trạng thái ban đầu ➢ Sự xê dịch đàn hồi nguyên tử khỏi vị trí cân (nhỏ thơng số mạng → liên kết chưa bị phá vỡ) • Biến dạng dẻo (đoạn abc) ➢ σ ≥ σch ➢ ε≠0 ➢ Do σtiếp ➢ Là biến dạng bỏ lực tác dụng, chi tiết tồn biến dạng dư ➢ Sự dịch chuyển nguyên tử lớn thông số mạng → liên kết ban đầu bị phá vỡ lập lại liên kết với nguyên tử lân cận • Phá hủy (đoạn cd): ➢ σ ≥ σb ➢ Biến dạng cục (hình thành nút thắt) ➢ Phá hủy điểm d ➢ Liên kết nguyên tử bị cắt rời 2.1.2 Trượt đơn tinh thể - Định nghĩa: Trượt: xê dịch phần tinh thể mà không làm thay đổi cấu trúc tinh thể → trượt gây Biến Dạng Dẻo - Hệ trượt = Mặt trượt Phương trượt • Mặt trượt: mặt (tưởng tượng) phân cách hai mặt nguyên tử dày đặc mà xảy tượng trượt đặc điểm mặt trượt: - Phải mặt xếp xít chặt - Khoảng cách mặt xít chặt phải lớn • Phương trượt: phương có mật độ nguyên tử lớn - Nhật xét • Biến dạng dẻo trượt • Sự trượt xảy hệ trượt • Kim loại có nhiều hệ trượt dễ biến dạng • Các kim loại có kiểu mạng A1, A2 dễ biến dạng • Các kim loại kiểu mạng A3 khó biến dạng • Kiểu mạng A1 dễ biến dạng nhất, vì: ➢ Trên măt trượt có nhiều phương trượt ➢ Mật độ xếp nguyên tử cao ➢ Hệ trượt phụ nhiều (Mv cao hơn) - Ứng suất gây trượt – Định lý Schmidth Trượt xẩy : 𝛕 = 𝛔𝟎 𝐜𝐨𝐬∅ 𝐜𝐨𝐬𝛉 ≥ 𝛕𝐭𝐡 𝛕𝐭𝐡 (ứng suất trượt tới hạn) = const cho kim loại - Ý nghĩa định lý trượt τ = σ0 cos∅ cosθ ≥ τth • Ứng suất trượt tác dụng lên hệ trượt khác khác • Hệ trượt có định hướng (Ф, λ) thuận lợi trượt trước, sau đến hệ thuận lợi • Vật liệu có nhiều hệ trượt → xác suất để có hệ trượt thuận lợi cao → dễ biến dạng dẻo - Cơ chế trượt • Cơ chế trượt cứng: Khi mạng tinh thể lý tưởng (khơng có lệch) τth ~ G/2; G: mơđun trượt [MPa] • Cơ chế trượt nối tiếp: Trượt nhờ lệch chuyển động Thực tế: τth ~ G/(8.1038.104) - Nguyên lý hóa bền vật liệu: 𝛕𝐭𝐡 (lý thuyết) ~ G/2 > 𝛕𝐭𝐡 (Thực tế) ~ G/(8.1038.104) • Biến dạng dẻo ↔ Trượt • Trượt ↔ lệch chuyển động hệ trượt • Biến dạng dẻo ↔ lệch chuyển động hệ trượt  Mọi cản trở chuyển động lệch tăng bền cho vật liệu 2.1.3 Trượt đa tinh thể : Thực tế, biến dạng dẻo vật liệu trượt đa tinh thể - Các hạt biến dạng không đều: định hướng hạt không giống nhau, hạt BD trước, hạt BD sau - Có tính đẳng hướng: định hướng ngẫu nhiên → kết theo phương - - Có độ bền cao hơn: vai trị biên hạt Hạt nhỏ, độ bền, độ dẻo cao: hạt nhỏ → xác suất định hướng thuật lợi với lực tác dụng cao hơn; hạt nhỏ → biên hạt nhiều - Biểu thực Hall-Petch: σch = σk + k √d - Đa tinh thể ≈ (đơn tinh thể)n 2.2 Nung kim loại qua biến dạng dẻo 2.2.1 Sự thay đổi tổ chức, tính vật liệu kim loại sau BDD - Hạt đa cạnh,Độ dẻo cao, Độ bền thấp cán ⟶ Hạt dẹt kéo dài theo phương biến dạng - ε = 40-50% → hạt , tạp, pha bị phân nhỏ kéo dài tạo thớ - ε = 70-90%→các hạt bị quay, phương mạng số song song→tổ chức textua biến dạng 𝐎𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧𝐚𝐥−𝐅𝐢𝐧𝐚𝐥 - Cán tấm: cold work = - Kéo dây: cold work = 𝐎𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧𝐚𝐥 𝐎𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧𝐚𝐥𝟐 −𝐅𝐢𝐧𝐚𝐥𝟐 𝐎𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧𝐚𝐥𝟐 Sau biến dạng dẻo: Mạng bị xô lệch → Gây ứng suất dư lớn • Cơ tính thay đổi theo chiều hướng hóa bền: độ bền, độ cứng tăng; độ dẻo giảm → có xu hướng biến giịn ⟶ hóa bền biến dạng • Tại phải ủ kim loại qua biến dạng dẻo ➢ Để khôi phục lại tính dẻo cho biến dạng dẻo ➢ Để khử bỏ ứng suất bên ➢ Để gia công cắt gọt 2.2.2 Sự thay đổi tổ chức, tính ủ vật liệu kim loại qua BDD - 𝐓ủ < 𝐓𝐤𝐭𝐥 : hồi phục • Tổ chức gần khơng thay đổi • Cơ tính thay đổi • Giảm mật độ lệch, khuyết tật → giảm ứng suất dư - 𝐓ủ < 𝐓𝐤𝐭𝐥 : kết tinh lại • Xuất mầm vùng bị xô lệch mạnh (mặt trượt, biên hạt)→mầm phát triển→ hạt • Q trình hình thành hạt theo chế tạo mầm phát triển mầm kết tinh • Kết thúc KTL: Tổ chức: hạt đa cạnh mới, sai lệch mạng tinh thể; Cơ tính: thay đổi theo hướng thải bền - Nhiệt độ kết tinh lại: Tktl = aTnc [K]; a : hệ số, a = f(độ kim loại, ε%, τủ ) - Kích thước hạt sau kết tinh lại: phụ thuộc: Mức độ biến dạng: (lưu ý εth ); Nhiệt độ ủ; Thời gian giữ nhiệt • τủ dài Tủ cao, → hạt lớn (xảy trình lớn hạt theo chế hạt lớn nuốt hạt bé) → tính giảm (khơng mong muốn) 2.2.3 Biến dạng nóng, biến dạng nguội - Biến dạng nóng: BDD nhiệt độ cao nhiệt độ kết tinh lại: VD: T ~ (0,7-0,75) Tnc W–Tktl =1200oC→TBDW =1000oC-BDnguội; TBDPb =25oC-BDnóng; Sn, Zn, Pb - Tktl < 250C; • Các q trình xảy ra: ➢ biến dạng dẻo làm xơ lệch mạng →hóa bền, biến cứng; ➢ kết tinh lại làm xô lệch mạng →thải bền, giảm độ cứng • Tổ chức: Hạt đa cạnh • Tính chất: Quá trình mạnh hơn: Hóa bền hay thải bền • Ưu điểm: ➢ Kim loại xít chặt, dẻo cao hơn, bị nứt, không bị biến cứng; ➢ Năng suất cao,dùng lực ép nhỏ, gia cơng phơi lớn, biến dạng liên tục ➢ Cải thiện độ hạt, đảm bảo tính tổng hợp • Nhược điểm: ➢ Khó khống chế nhiệt độ đồng phơi mỏng, lớn; ➢ Khó khống chế xác hình dạng, kích thước chi tiết; - ➢ Chất lượng bề mặt khơng cao: vẩy oxyt, cacbon Biến dạng nguội: Biến dạng dẻo nhiệt độ < nhiệt độ kết tinh lại • Q trình xảy ra: Chỉ có hóa bền,Khơng có thải bền • Tổ chức: Thớ • Tính chất: Sau biến dạng: σb HB ↑; δ%, ak ↓ 2.3 Phá hủy 2.3.1 Khái niệm: Phá hủy đứt, gãy, vỡ… → Không khắc phục nguy hiểm - Tải trọng tĩnh: Khi ứng suất σ > [𝛔𝐛 ] - Tải trọng theo chu kỳ: bị phá hủy với σ < [𝛔đ𝐡 ] - Đặc điểm chung:Hình thành vết nứt tế vi; Phát triển vết nứt tế vi; Tách rời 2.3.2 Phá hủy điều kiện tải trọng tĩnh - phá hủy dẻo có ứng suất chảy bé thua ứng suất bền - phá hủy dẻo có độ dãn dài khác 0, độ giảm diệt tích khác - phá hủy dẻo cần thời gian phá hủy dài - phá hủy dẻo cần E lớn - phá hủy dẻo nhận biết trước - phá hủy dẻo thường xảy với thép - phá hủy giòn có ứng suất chảy lớn ứng suất bền (xích ma) - phá hủy giịn có độ dãn dài =0, độ giảm diện tích =0 - phá hủy giịn cần thời gian ngắn - phá hủy giòn cần E nhỏ - phá hủy giịn khơng nhận biết trước - phá hủy giòn nguy hiểm phá hủy dẻo - phá hủy giòn thường xảy với gang - phá hủy giòn tiết diện thay đổi đột ngột, bề mặt tập trung ứng suất - đặt tải nhanh thiên phá hủy giòn - vết nứt tế vi lực tác dụng vng góc phát triển vết nứt nhanh - phá hủy điều kiện tải trọng tĩnh vết nứt tế vi xuất lòng vật liệu - phá hủy tĩnh vết nứt tế vi tồn sẵn có lịng vật liệu: rỗ khí, bọt khí, rỗ xốp; pha mềm vật liệu vết nứt tế vi sinh trình công nghệ: gia công biến dạng dẻo; xử lý nhiệt - chế phá hủy • Hình thành cổ thắt (biến dạng dẻo cục bộ) – vật phá hủy dẻo • Xuất vết nứt tế vi (tơi tạo vết nứt tế vi) • Các vết nứt tế vi tích tụ, phát triển đến kích thước tới hạn • Vết nứt tới hạn phát triển nhanh • Phá huỷ vật liệu 2.3.3 phá hủy điều kiện tải trọng theo chu kỳ - phá hủy mỏi - Phá hủy mỏi chi tiết việc dứoi tải trọng không lớn, ứng suất chảy bé nhiều so với phá hủy tĩnh ứng suất thay đổi theo chu kỳ phá hủy mỏi xảy sau thời gian dài (>105-106 chu kỳ) - Tải trọng theo chu kỳ tải trọng đổi dấu liên tục lúc kéo, lúc nén, - Phá hủy mỏi phá hủy giịn nguy hiểm phá hủy dẻo - 10 ... điểm: ➢ Đo vật liệu từ tương đối mềm đến cứng; ➢ Thang HRB đo vật liệu có độ cứng ≤ 450 HB ➢ Vật liệu Polime đo thang HB HRB ➢ Vật liệu Ceramic đo thăng HRA HRC ➢ Vết lõm nhỏ, đo vật mỏng, bề... biểu thị cho tính chất bề mặt (vật liệu khơng đồng nhất) • Khả chống mài mịn vật liệu; • Khi vật liệu đồng (phôi ủ): độ cứng biểu thị độ bền khả gia công cắt vật liệu; • Sử dụng mẫu nhỏ, đơn giản,... điều kiện tải trọng tĩnh vết nứt tế vi xuất lòng vật liệu - phá hủy tĩnh vết nứt tế vi tồn sẵn có lịng vật liệu: rỗ khí, bọt khí, rỗ xốp; pha mềm vật liệu vết nứt tế vi sinh q trình cơng nghệ: gia