Tài liệu Bài giảng vật liệu học - Chương 7: Tính chất cơ học docx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.02 MB, 40 trang )
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
23
23
ε
ε
-()*++2
-()*++2
τ
τ
,
,
//
//
.
.
/+0)
/+0)
4
4
530
530
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
7.1.3.1. Độ bền (tĩnh)
7.1.3.1. Độ bền (tĩnh)
7.1.3.2.Độ dẻo
7.1.3.2.Độ dẻo
7.1.3.3.Độ dai va đập
7.1.3.3.Độ dai va đập
7.1.3.4.Độ cứng
7.1.3.4.Độ cứng
7.1.3.5.Quan hệ các đặc trưng cơ tính
7.1.3.5.Quan hệ các đặc trưng cơ tính
7.1.3.Các đặc trưng cơ tính
7.1.3.Các đặc trưng cơ tính
7.1.3.1. Độ bền (tĩnh)
7.1.3.1. Độ bền (tĩnh)
Phương pháp xác định : thử kéo
Phương pháp xác định : thử kéo
Ứng suất :
Ứng suất :
, KG/mm
, KG/mm
2
2
Giới hạn đàn hồi
Giới hạn đàn hồi
: là ứng suất cực đại tác dụng lên mẫu mà khi bỏ tải trọng lực mẫu
: là ứng suất cực đại tác dụng lên mẫu mà khi bỏ tải trọng lực mẫu
thử trở lại hình dạng và kích thước ban đầu.
thử trở lại hình dạng và kích thước ban đầu.
Ký hiệu
Ký hiệu
:
:
σ
σ
đh
đh
=
=
P
P
đh
đh
/ S
/ S
o
o
, KG/mm
, KG/mm
2
2
Quy ước :
Quy ước :
σ
σ
0.01-0.05
0.01-0.05
S
P
=
σ
Giới hạn chảy:
Giới hạn chảy:
là ứng suất nhỏ nhất làm cho kim loại bị biến dạng dẻo (biến dạng dư.)
là ứng suất nhỏ nhất làm cho kim loại bị biến dạng dẻo (biến dạng dư.)
Ký hiệu:
Ký hiệu:
σ
σ
c
c
= P
= P
c
c
/ S
/ S
o
o
, KG/mm2
, KG/mm2
Quy ước :
Quy ước :
σ
σ
0.2
0.2
Giới hạn bền:
Giới hạn bền:
là ứng suất cực đại mà mẫu chịu đựng được trứơc khi bị phá hủy.
là ứng suất cực đại mà mẫu chịu đựng được trứơc khi bị phá hủy.
Ký hiệu:
Ký hiệu:
σ
σ
b
b
= P
= P
b
b
/ S
/ S
o
o
, KG/mm
, KG/mm
2
2
Định nghĩa
Định nghĩa
:
:
Khả năng vật liệu thay đổi hình dáng kích thước mà không bị phá hủy khi chịu lực tác
Khả năng vật liệu thay đổi hình dáng kích thước mà không bị phá hủy khi chịu lực tác
dụng bên ngoài.
dụng bên ngoài.
Phương pháp xác định
Phương pháp xác định
:
:
thử kéo
thử kéo
Độ giãn dài tương đối
Độ giãn dài tương đối
:
:
Độ thắt tương đối
Độ thắt tương đối
:
:
":#x
lo
lolc −
=
δ
":#x
So
ScSo −
=
ψ
7.1.3.2. Độ dẻo
7.1.3.2. Độ dẻo
6
6
7.1.3.3. Độ dai va đập
7.1.3.3. Độ dai va đập
7
7
Khái niệm :
Khái niệm :
Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà không bị phả hủy.
Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập mà không bị phả hủy.
Ký hiệu:
Ký hiệu:
, KG.m/cm
, KG.m/cm
2
2
A
A
k
k
-Công phá h
-Công phá h
ủy
ủy
mẫu, KG.m
mẫu, KG.m
S-Ti
S-Ti
ế
ế
t d
t d
i
i
ệ
ệ
n
n
c
c
ắ
ắ
t ngang 10 x 8 t
t ngang 10 x 8 t
ạ
ạ
i ch
i ch
ỗ
ỗ
khoét rãnh
khoét rãnh
S
A
a
k
k
=
8
8
Khái niệm :
Khái niệm :
Là khả năng vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có một vật khác c
Là khả năng vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có một vật khác c
ứ
ứ
ng hơn
ng hơn
tác dụng lên bề mặt của nó.
tác dụng lên bề mặt của nó.
2 lọai : Độ cứng Brinen & Độ cứng Rocwel
2 lọai : Độ cứng Brinen & Độ cứng Rocwel
7.1.3.4. Độ cứng
7.1.3.4. Độ cứng
9
9
Độ cứng Brinen:
Độ cứng Brinen:
D
d
P
Ký hiệu:
Ký hiệu:
P-Tải trọng lực, KG
P-Tải trọng lực, KG
S-Diện tích vết lõm có dạng chỏm cầu
S-Diện tích vết lõm có dạng chỏm cầu
Đơn vị đo : KG/mm
Đơn vị đo : KG/mm
2
2
S
P
HB=
f + P f = 10KG
h
f = 10KG
Độ cứng Rocwel:
Độ cứng Rocwel:
Độ cứng Rocwel
Độ cứng Rocwel
: Các thang đo
: Các thang đo
-
-
Thang A
Thang A
;
;
<=.
<=.
>
>
? @.AB
? @.AB
P = 60 KG
P = 60 KG
Ký hiệu:
Ký hiệu:
HRA
HRA
-
-
Thang B
Thang B
;
;
<=%+C
<=%+C
P = 100 KG
P = 100 KG
Ký hiệu:
Ký hiệu:
HRB
HRB
-
-
Thang C
Thang C
;
;
<=.
<=.
>
>
? @.AB
? @.AB
P = 150 KG
P = 150 KG
Ký hiệu:
Ký hiệu:
HRC
HRC
Công dụng :
Công dụng :
-HB :
-HB :
Vật liệu mềm, kích thước lớn
Vật liệu mềm, kích thước lớn
-HRB :
-HRB :
Vật liệu mềm, kích thước nhỏ
Vật liệu mềm, kích thước nhỏ
-HRA :
-HRA :
Vật liệu cứng, mỏng
Vật liệu cứng, mỏng
-HRC :
-HRC :
Vật liệu khá cứng : sau tôi, ram
Vật liệu khá cứng : sau tôi, ram
Quan hệ giữa các lọai độ cứng:
Quan hệ giữa các lọai độ cứng:
-Độ cứng thấp :
-Độ cứng thấp :
HB = 220
HB = 220
HRC = 20
HRC = 20
-Độ cứng trung bình:
-Độ cứng trung bình:
HB =250 - 450
HB =250 - 450
HRC = 25 – 45
HRC = 25 – 45
-Độ cứng cao:
-Độ cứng cao:
HRC = 50 – 64
HRC = 50 – 64
-Độ cứng rất cao:
-Độ cứng rất cao:
HRC > 64
HRC > 64
6
6
HB
HB
σ
σ
HB
HB
δ
δ
,
,
ψ
ψ
,
,
ak
ak
a
a
k
k
δ
δ
x
x
σ
σ
.
.
Cơ tính tổng hợp của vật liệu
Cơ tính tổng hợp của vật liệu
:
:
HB ,
HB ,
σ
σ
,
,
δ
δ
,
,
ψ
ψ
, ak
, ak
Tính đàn hồi
Tính đàn hồi
:
:
HB ,
HB ,
σ
σ
δ
δ
,
,
ψ
ψ
, ak : không nhỏ
, ak : không nhỏ
7.1.3.5. Quan hệ các đặc trưng cơ tính
7.1.3.5. Quan hệ các đặc trưng cơ tính
