BÀI BÁO CÁO BIẾN DẠNG VẬT LIỆU VÀ NUNG NÓNG SAU KHI BIẾN DẠNG

Chủ đề: BIẾN DẠNG VẬT LIỆU VÀ
NUNG NÓNG SAU BIẾN DẠNG


I. BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI
II. BIẾN DẠNG DẺO
III. ĐUN NÓNG SAU BIẾN
DẠNG
IV. PHÁ HỦY


I.BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI
 Là biến dạng bị mất đi sau khi bỏ tải trọng
 Tuân theo quy luật Hooke
Có 2 dạng:
Trạng thái ứng suất pháp đơn giản:
σ = E.ε
E – là môđun đàn hồi pháp tuyến hay môđun
Young
ε – là độ biến dạng.


 Trạng thái ứng suất tiếp đơn giản
τ=G.γ
G là môđun trượt hay mođun xê dịch; γ là độ
xê dịch.
 Giữa môđun đàn hồi E và môđun xê dịch
G, có mối quan hệ:
G = E/[2 (1 + µ)]
µ - là hệ số Poisson, với đa số vật liệu, µ có
giá trị gần 0,3

Bảng 1. Các trị số E và G và µ của một
kim loại nguyên chất ở 20oC

số

• Môđun đàn hồi pháp tuyến E, môđun trượt
G là các đặc trưng quan trọng của biến
dạng


Hình 2. Sự thay đổi mạng tinh thể khi biến dạng
đàn hồi
a) Trước khi biến dạng; b) Biến dạng đàn hồi do
ứng suất pháp tuyến;
c) Biến dạng đàn hồi do ứng suất tiếp;
d) Sau khi bỏ tải trọng.


II.Biến dạng dẻo
 Biến dạng dẻo là biến dạng vẫn còn lại sau
khi bỏ tải trọng

 Nguyên nhân: do sự dịch chuyển của nguyên
tử từ vị trí cân bằng này đến vị trí cân bằng khác


 Đặc trưng: làm mẫu bị thay đổi về hình dạng
và kích thước

 Ý nghĩa:
Làm thay đổi hình dạng, kích thước mà kim
loại không bị phá hủy
Làm cơ sở lý thuyết gia công kim loại bằng áp
lực


Hình 2.2. Sơ đồ biến đổi mạng tinh thể khi lần
lượt tăng tải trọng:
Ban đầu (a), Biến dạng đàn hồi (b),
Biến
dạng dẻo (c), Phá hủy (d)


A.Các cơ chế biến dạng dẻo
• Trượt
• Đối tinh
Trượt
Là sự xê dịch của từng mặt nguyên tử song
song với nhau mà không làm thay đổi cấu trúc
mạng tinh thể

Hình ảnh mặt trượt


 Đặc điểm:
+ Mặt trượt là mặt có mật độ mặt sít chặt M lớn
nhất.
+ Phương trượt là phương có số nguyên tử lớn
nhất

+ Hệ trượt là tích số giữa mặt trượt và phương
trượt. Kiểu mạng nào có hệ trượt lớn thì khả
năng biến dạng càng cao.


a) Mạng lập phương thể tâm:
6 mặt x 2 phương = 12 cách
b) Mạng lập phương diện tâm:
4 mặt x 3 phương= 12 cách
c) Mạng lục giác xếp chặt:
1 mặt x 3 phương = 3 cách


 Bản chất trượt
 Khi trượt trong tinh thể lý tưởng các thành
phần tinh thể đồng thời trượt cùng nhau
 Trong mạng tinh thể thực tế biến dạng dẻo
đươc thực hiện nhờ sự chuyển động của lệch
mạng


Sơ đồ biểu diễn sự trượt
a) Đơn tinh thể và mạng tinh thể trước khi trượt
b) Hình dạng đơn tinh thể và mạng tinh thể sau
khi trượt


Mô hình trượt trong mạng tinh thể thực tế (có
lệch biên).

 Đối tinh.
Đối tinh là các phần tinh thể dịch chuyển đối
xứng nhau qua một mặt phẳng cố định gọi là
mặt đối tinh (song tinh)


Đặc điểm:
 Xảy ra theo nhưng mặt và phương xác định.
 Khi biến dạng, quá trình đối tinh bắt đầu khi
ứng suất vượt quá trị số nhất định.
 Đối tinh xảy ra đột ngột
 Đối tinh xảy ra thì có tác dụng làm cho quá
trình trượt cũng xảy ra dễ dàng hơn.


 Các yếu tố hãm lệch trong tinh thể.

 Giao điểm giữa các lệch
 Các nguyên tử tạp chất
 Biên giới hạt và biên giới siêu hạt
 Pha thứ hai phân tán


Giao điểm giữa các lệch
Khi di chuyển các lệch cắt nhau tạo ra các nút
lệch
 Các nút lệch có tính ổn định cao,làm lệch khó
vượt qua hoặc có khi phải dừng lại
Các nguyên tử tạp chất

 Nếu tốc độ trượt rất bé mà nhiệt độ cao
làm cho khả năng khuếch tán của nguyên tử
tạp chất và của lệch gần bằng nhau nên lệch
sẽ kéo theo khí quyển của các nguyên tử tạp


Biên giới hạt và siêu hạt
 Biên giới hạt và siêu hạt là vùng sắp xếp
nguyên tử không có trật tự, không có mặt
trượt và phương trượt xác định nên sự
trượt khó phát triển.
 Hạt càng nhỏ thì biên giới hạt càng nhiều
làm cho lệch càng khó chuyển động


Pha thứ hai phân tán
Trong tổ chức hợp kim thường có sự xuất
hiện của các pha thứ hai là các loại pha trung
gian dưới dạng những hạt nhỏ phân tán. Là
yếu tố cản trở chuyển động của lệch khá hiệu
quả.


B. Sự thay đổi tổ chức và cấu trúc tinh thể
sau biến dạng dẻo

• Làm tăng độ cứng, giới hạn đàn hồi, giới hạn
chảy và giới hạn bền. Làm giảm độ dẻo, độ
dai, va đập
• Làm giảm tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt

III. Nung kim loại sau khi biến dạng dẻo

 2 giai đoạn: Hồi phục và kết tinh lại
a. Giai đoạn hồi phục
- Giai đoạn phục hồi xảy ra ở nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ kết tinh lại.Tính linh động của
nguyên tử không cao


Đặc điểm
• Giảm ứng suất dư.
• Độ dẫn điện và nhiệt tăng , trong khi cơ
tính của vật liệu hầu như không thay đổi.


b. Giai đoạn kết tinh lại

Giai đoạn kết tinh lại xảy ra ở nhiệt độ cao hơn
nhiệt độ kết tinh lại
Các nguyên tử rất linh động, chúng có thể
khuếch tán trên khoảng cách xa