Tài liệu Bài giảng vật liệu học - Chương 7: Tính chất cơ học docx

VẬT LIỆU HỌC... 7.1.Tính chất cơ học của vật liệu kim loại7.2.Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ 7.3.Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ Chương 7 Tính chất cơ học... • Giới hạn chảy: l

VẬT LIỆU HỌC

7.1.Tính chất cơ học của vật liệu kim loại

7.2.Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ

7.3.Tính chất cơ học của vật liệu hữu cơ

Chương 7 Tính chất cơ học

7.1.1.Khái niệm chung

7.1.2.Giản đồ thử kéo và các giai đọan biến dạng

7.1.3.Các đặc trưng cơ tính

7.1.Tính chất cơ học của vật liệu

kim loại

• Ngoại lực P VL sinh ra phản lực (Nội lực) cân bằng P





P

S P

• B.dạng đàn hồi (H.b) : các ng.tử dịch chuyển a

• B.dạng dẻo (H.c) : các ng.tử dịch chuyển (a+a)

• B.dạng phá hủy (H.d) : các ng.tử tách khỏi nhau

7.1.2.Biểu đồ thử kéo và các giai

đọan biến dạng

P P

l o

Diện tích : S o , mm 2

Độ giãn dài :l = l c - l o , mm

• Biến dạng đàn hồi:

 P 1  P đh  Mẫu biến dạng theo

đường oe

P 1 = 0 => Trở lại hình dạng và

kích thước ban đầu

a’a’’-B.dạng đàn hồi : mất đi khi bỏ tải trọng lực

• Biến dạng phá hủy:

 P3 = Pb Biến dạng cục bộ

(hình thành cổ thắt)

=> Tải trọng lực giảm đi mà

biến dạng vẫn tăng theo đường bc

=> Mẫu bị đứt và phá hủy tại điểm C

• Giới hạn chảy: là ứng suất nhỏ nhất làm cho kim

loại bị biến dạng dẻo (biến dạng dư.)

Ký hiệu: c = Pc / So , KG/mm2

Quy ước : 0.2

• Giới hạn bền: là ứng suất cực đại mà mẫu chịu

đựng được trứơc khi bị phá hủy

Ký hiệu: b = Pb / So , KG/mm2

x lo

x So

7.1.3.3 Độ dai va đập Metals Impac t Testing

10

8

• Khái niệm :Là khả năng vật liệu chịu được tải trọng va đập

mà không bị phả hủy.

Ak -Công phá hủy mẫu, KG.m

S-Tiết diện cắt ngang 10 x 8 tại chỗ khoét rãnh

S

A

k 

• Độ cứng Brinen:

P

f + P f = 10KG

h

f = 10KG

 Độ cứng Rocwel: Các thang đo

-Thang A – – Dùng m ũi chóp kim cương

• Quan hệ giữa các lọai độ cứng:

7.2.1.Tính đàn hồi & Tính giòn

7.2.2.Độ bền

7.2.3.Độ nhớt

7.2.Tính chất cơ học của vật liệu vô cơ

7.2.1.Tính đàn hồi & Tính giòn

7.2.2.Độ bền

1-Độ bền kéo: k ≈ 0

3-Cơ chế biến dạng dẻo

3-Cơ chế biến dạng dẻo : theo cơ chế trượt

• Khuyết tật: Nút trống (Frenkel, Schotky); Tạp chất

 P Khuyết tật chuyển đến b.giới hạt: bị hãn lại

 Cản trở trượt: nôi > b

• Liên kết ion: ion (+)  ion (-)

 Ion cùng dấu đối diện nhau

 Đẩy nhau

=> Biến dạng: giống chất lỏng Mô hình chảy nhớt của

chất lỏng và thủy tinh lỏng



7.2.3.Độ nhớt

A : Diện tích tiếp xúc của 2 lớp chất lỏng

dV : Tốc độ dịch chuyển của 2 lớp chất lỏng

dY : khoảng cách giữa 2 lớp chất lỏng

T > T phòng : E      Biến dạng : dễ

dV

dY dV

dY A

F dY

dV A

7.3.1.Biến dạng & cơ tính

7.3.2.Cơ chế biến dạng của polyme

7.3.Tính chất cơ học của

vật liệu hữu cơ

7.3.1.Biến dạng & Cơ tính

• Biến dạng = f (V ) :  V  E,  ; 

PP 50-60%t.thể 0.90-0.91 1.14-1.55 31-34 100-600

PS vô đ.hình 1.04-1.05 2.28-3.28 36-52 1.2-2.5 PMMA vô đ.hình 1.17-1.20 2.24-3.24 48-76 2-10 Bakelit 1.24-1.32 2.8-4.8 34-62 1.5-2.0

7.3.2.Cơ chế biến dạng

1-Polyme giòn (Bakelit)

• Cấu trúc: Mạng : k.gian & lưới hẹp

• P Mạch phân tử duổi thẳng

 Mạch nhánh (l.kết cộng hóa trị): đứtVết nứt

7.3.2.Cơ chế biến dạng

 PTấm tinh thể: chia cắt  Nhóm nhỏ (H.d)

 PNhóm nhỏ Tách rời &sắp xếp lại:

Các mảnh t.thể l.kết bằng phân tử nối mạng (H.e)

 Biến dạng trượt

 PVết nứt Đứt mạng Phá hủy

a-Trước biến dạng

b, c-Trướt giữa các mạch

d-Phân chia các tấm tinh thể e-Sắp xếp lại t.thể+vô đ.hình

3-Polyme đàn hồi cao (Cao su tổng hợp)

• Cấu trúc: vô định hình  Búi hoăc lưới rộng

• P  Mạch phân tử duổi thẳng & //phương lực P

• P = 0  Mạch phân tử trở lại hình dạng ban đầu

Búi