TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơ khí – Bộ môn Công nghệ cơ khí
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
US chính làm cho vật thể biến dạng đàn hồi hoặc biến dạng phá hủy và ảnh hưởng quyết định đến US pháp tuyến σ
US tiếp tuyến (ԏ) sẽ gây ra sự trượt và song tinh cho vật thể biến dạng dẻo. US đạt trị số cức đại tại các mặt làm với phương của lực tác dụng một góc bằng 45o.
Điều kiện để KL có thể biến dạng dẻo được theo Convenan (Pháp-1872) là:
Trạng thái US chính: Kéo & Nén
6.3.2. Ảnh hưởng của trạng thái US chính
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Tác dụng US kéo càng ít, nén càng nhiều thì tính dẻo KL càng cao.
Trạng thái US kéo khối làm KL kém dẻo hơn kéo mặt và đường.
Trạng thái US nén khối làm KL có tính dẻo cao hơn nén mặt phẳng và đường thẳng.
Sự tồn tại cảu US dư trong vật thể biến dạng sẽ làm tính dẻo của vật thể kém đi: US lớn do có thể làm cho vật biến dạng hoặc bị phá hủy.
6.3.3. Ảnh hưởng của US dư
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Khi vật thể chịu US do ngoại lực tác dụng (σo) nếu kể đến ảnh hưởng của US dư (σd) thì tổng US (σ):
• Ở vùng có US dư kéo: σ = σo + σd
• Ở vùng US dư nén: σ = σo - σd
Nhìn chung, US dư làm giảm tính dẻo, độ bền, độ dai va chạm và giảm khả năng chịu lực của vật thể.
a, Ảnh hưởng của thành phần hóa học
Thành phần hóa học HK quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố HK và tạp chất.
6.3.4. Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức KL 6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Nguyên tố cơ bản: Nguyên tố cơ bản tạo nên các tổ chức cơ sở, do đó ảnh hưởng quyết định tới tính dẻo và BD dẻo của HK và KL.
Nguyên tố HK: Khi HK hóa, nguyên tố HK có thể tạo với KL cở sở những liên kết KL. Các liên kết KL và HK rất cứng và giòn. Các nguyên tố HK còn làm xê dịch mạng, làm cản trở quá trình trượt =>
KL có tính dẻo thấp.
Nguyên tố tạp chất: Tạp chất dễ chảy thường tập trung ở vùng tinh giới hạt làm rối loạn mạng tinh thể tại đây. Do đó, tính dẻo KL kém đi
b, Ảnh hưởng của tổ chức KL
6.3.4. Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức KL 6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Trong các dung dịch đặc: Các nguyên tử của nguyên tố HK hay tạp chất tạo ra nhiều sai lệch mạng, rối loạn mạng tinh thể của tổ chức KL cơ sở. Do đó, cản trở sự trượt, làm KL khó biến dạng.
Trong HK có tổ chức là hợp chất hóa học: Mạng tinh thể của nó rất phức tạp làm KL khó biến dạng.
Trong HK có tổ chức là hỗn hợp cơ học: Nếu độ hạt khác nhau, sự sắp xếp của các hạt lộn xộn cũng làm cản trở quá trình trượt.
Hình dạng các hạt cũng có ảnh hưởng lớn đối với tính dẻo.
a, Bản chất
6.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Khi nung nóng KL, các ng/tử bị dao động nhiệt. Dđ nhiệt làm suy giảm lực liên kết. Do đó, làm tăng tính dẻo của KL. Đồng thời, Dđ nhiệt có khả năng đưa ng/tử từ trạng thái mất cân bằng về trạng thái cân bằng => giảm sự xô lệch mạng, khử biến cứng và làm tăng tính dẻo của KL.
Khi nung nóng, Dđ nhiệt còn có khả năng tạo nên sự khuếch tán làm đồng đều thành phần cà đồng đều các hạt. Từ đó làm tính dẻo tăng, làm KL có khả năng chuyển từ pha này sang pha khác có tính dẻo cao hơn
VD: Feα có tính dẻo thấp, khi nung nóng lên 723oC chuyển thành FeƔ dẻo hơn
b, Các quá trình chuyển biến trong KL khi nung nóng.
6.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Quá trình hồi phục.
Quá trình kết tinh lại
c, Các hình thức gia công KL bằng áp lực.
6.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
1. Gia công nóng
Là gia công ở to lớn hơn to kết tinh lại (~ 0,4 Tch thép là 727oC) Thực tế nhiệt độ gia công nóng là:
Tg.c nóng = (0,7 – 0,9)Tch
Đặc điểm:
Tính dẻo cao, KL dễ bị biến dạng, dễ tạo các tổ chức thớ, không tốn lực và công BD.
GC nóng có kèm theo quá trình hồi phục và kết tinh lại nên sau gc KL được phục hồi tính dẻo, không bị biến cứng, phục hồi cơ lý hóa tính.
Ở trạng thái nóng khó gc những chi tiết nhỏ và mỏng (đường kính và chiều dày < 2mm) vì dễ cháy hỏng, độ c/x và độ bóng không cao, KL dễ bị oxy hóa và thoát C
GC nóng thường dùng khi GC thô
c, Các hình thức gia công KL bằng áp lực.
6.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
2. Gia công nguội
Là gia công ở to nhỏ hơn to kết tinh lại (~ 0,4 Tch thép là 727oC)
Đặc điểm:
KL có tính dẻo thấp, khó BD, tốn lực và tốn công BD. KL dễ bị biến cứng (mạng tinh thể vỡ nát ra).
Độ c/x,độ nhám bề mặt cao. Sau khi gc nguội, KL sẽ giảm tính dẻo, độ bền và độ cứng tăng
GC nóng thường dùng khi GC tinh
6.3.6. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
Tốc độ BD dãn dài tương đối (V) là lượng BD dài tương đối (dl) trong một đơn vị thời gian dt
V = dl /l.dt
Tốc độ biến dạng thể tích tương đối (W) là lượng biến dạng thể tích tương đối (dV) trong một đơn vị thời gian dt
W = dV/V.dt
1. Tăng tốc độ biến dạng làm giảm tính dẻo của KL
Nếu tốc độ quá trình biến cứng khi BD lớn hơn tốc độ quá trình khử biến cứng
Nếu tốc độ BD tăng làm nhiệt sinh ra nhiều, hiệu ứng nhiệt làm cho KL đạt đến vùng nhiệt độ có tính dẻo thấp
6.3.6. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
2. Tăng tốc độ biến dạng làm tăng tính dẻo của KL
Nếu tốc độ khử biến cứng khi BD lớn hơn tốc độ biến cứng
Nếu do hiệu quả nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng lên làm cho KL chuyển từ vùng giòn sang vùng dẻo
6.3.7. Ảnh hưởng của ma sát ngoài
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
1. Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức tác dụng lực
MS ngoài làm thay đổi hình thức tác dụng của lực do đó làm thay đổi trạng thái US chính của các phần tử vật thể
VD: Ép một khối KL có tính đến ma sát và không ma sát
6.3.7. Ảnh hưởng của ma sát ngoài
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
2. Ma sát ngoài cản trở biến dạng tự do của vật thể
MS ngoài cản trở biến dạng tự do của vật thể do đó làm cho vật thể biến dạng không đều, tăng lực và công biến dạng
VD: Khi chồn một vật => vật gia công có hình tăng trống
3. Ma sát ngoài làm mòn dụng cụ, giảm sức bền của vật gia công
4. Ma sát ngoài cản trở sự di chuyển của KL trong khuôn khi rèn và dập thể tích => giảm khả nằng điền đầy khuôn, nhất là các khuôn phức tạp
Phần 2
Thiết kế, chế tạo phôi rèn, dập Chương 6. Khái niệm chung
Chương 7. Thiết kế, chế tạo phôi rèn tự do Chương 8. Thiết kế, chế tạo phôi dập thể tích Chương 9. Thiết kế, chế tạo phôi dập tấm
Chương 10. Chế tạo phôi bằng phương pháp cán, kéo, ép
CHẾ TẠO PHÔI
Chương 7