TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơ khí – Bộ môn Công nghệ cơ khí
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
Khi tác dụng lực, bên trong vật thể xuất hiện nội lực. Nội lực này làm cho vật thể bị biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo hoặc bị phá hủy nếu ứng suất phát sinh vượt quá giá trị giới hạn cho phép.
Khi tác dụng lực, KL bị biến dạng. Khi bỏ lực, KL trở lại trạng thái ban đầu. => BD đàn hồi là BD mà BD tỉ lệ thuận với lực.
6.2.1. Biến dạng đàn hồi
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
Đoạn OA: BD đàn hồi;
Đoạn AC: BD dẻo;
Đoạn CD: BD phá hủy
Nguyên nhân của BD đàn hồi: Do lực tác dụng tương hỗ của các nguyên tử.
Khi tác dụng lực, KL bị biến dạng. Khi bỏ lực còn tồn tại 1 đoạn BD dư.
BD dẻo gồm: BD của đơn tinh và BD của đa tinh
+ Đơn tinh là hạt KL có mạng tinh thể đồng nhất, xảy ra dưới 2 hình thức
• Sự trượt
• Song tinh
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
a, Sự trượt:
Khi tác dụng lực vào Kl => Bên trong các phần từ Kl chịu 2 loại ƯS:
US pháp tuyến:
US này chỉ gây nên biến dạng đàn hồi hoặc phá hủy
US tiếp tuyến ԏ: Làm cho các tinh thể KL trượt lên nhau
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
Trượt là quá trình dưới tác dụng của US tiếp, các lớp KL có hiện tượng trượt lên nahu theo các mặt gọi là mặt trượt.
a, Sự trượt:
Chỉ xảy ra khi US tiếp:
Giá trị giới hạn này phụ thuộc vào vật liệu, cấu tạo mạng tinh thể, to, tốc độ bd,…
Sự trượt chỉ xảy ra ở mặt nào có nhiều ng/tử nhất và theo những hướng có nhiều ng/tử nhất.
Khi quá trình trượt xảy ra thì BD đàn hồi cùng phát triển, tuy nhiên khi khử tải trọng thì BD đàn hồi mất đi, chỉ còn lại BD dư của tinh thể tạo ra sự trượt.
Khi trượt các ng/tử di động 1 số nguyên lần thông số mạng.
Sự trượt xảy ra từ từ, lần lượt từ mạng này qua mạng khác.
Trong quá trình trượt, trên mặt trượt xảy ra sự vỡ nát, vặn vẹo của mạng tinh thể làm cho sự tiếp tục ở mặt trượt đó khó khăn hơn, hiện tượng này gọi là biến cứng. Độ bền, độ cứng tăng, độ dẻo giảm.
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
b, Song tinh:
Dưới tác dụng của US tiếp trong tinh thể có những bộ phận của mạng tinh thể vừa trượt vừa quay tương đối đến vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng nhất định gọi là song tinh.
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
b, Song tinh:
Chỉ xảy ra khi US tiếp:
Giá trị giới hạn này phụ thuộc vào vật liệu, cấu tạo mạng tinh thể, to, tốc độ bd,…
Mặt song tinh thường trùng với mặt trượt.
Xảy ra do tực t/d đột ngột (va đập) tại nơi có US tập trung.
Khi song tinh các ng/tử di động một đoạn không bằng bội số nguyên lần thông số mạng.
Biến dạng dư của song tinh nhỏ. Song tinh có ảnh hưởng đến sự trượt, nó tạo điều kiện thuận lợi cho mặt trượt vào vị trí thuận lợi giúp cho biến dạng dễ dàng. Thực nghiệm cho thấy trong quá trình trượt nếu có sự xuất hiện song tinh thì ứng suất tới hạn sẽ giảm xuống.
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
c, Sự vụn vỡ của tinh thể:
Dưới tác dụng của lực, mạng tinh thể kim loại có thể bị vỡ nát thành nhiều khối nhỏ, Những khối nhỏ này trượt và xoay tương đối với nhau tạo nên biến dạng dư.
=>Thực nghiệm chứng minh rằng lúc đầu BD dẻo là sự vụn vỡ của mạng tinh thể sau đó mới xảy ra sự trượt.
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
d, Biến dạng dẻo do khuếch tán:
Ở nhiệt độ cao, ng/tử bị dao động nhiệt, nếu biên độ dao động lớn các nguyên tử có thể rời khỏi vị trí cân bằng khác. Hiện tượng đó gọi là sự khuếch tán. Bình thường sự khuếch tán đẳng hướng nhưng khi bên trong vật thể US tác dụng (định hướng) thì theo hướng có US tác dụng sự khuếch tán sẽ mạnh lên.
e, Sự xuất hiện nhiều mặt trượt
Đa tinh gồm nhiều đơn tinh.
Biến dạng của đa tinh gồm:
+ Biến dạng trong nội bộ đơn tinh (trượt, song tinh)
+ Trượt và quay giữa các hạt: Thường xảy ra ở to cao vì khi đó vùng tinh giới chảy ra.
+ Biến dạng do các lý do khác:
• Sự vỡ nát của hạt.
• BD do những nguyên nhân lý hóa khác (từ trường, dao động nhiệt,…)
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.2. Biến dạng dẻo
6.2.2.2. Biến dạng của đa tinh
Trong GCAL ta cần BD dẻo: Nhanh chóng vượt qua miền BD đàn hồi để sang miền BD dẻo
Khi lực tác dụng vượt quá giới hạn cho phép, lúc đó lực không tăng nữa nhưng BD vẫn tăng => BD phá hủy
6.2. Bản chất biến dạng của KL và HK
6.2.3. Biến dạng phá hủy
Đoạn OA: BD đàn hồi;
Đoạn AC: BD dẻo;
Đoạn CD: BD phá hủy
Chương 6
Khái niệm chung
6.1. Khái niệm, đặc điểm và phân loại phôi rèn, dập 6.2. Bản chất của biến dạng kim loại và hợp kim
6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
CHẾ TẠO PHÔI
US chính là US pháp tuyến sinh ra bên trong vật thể khi có ngoại lực tác dụng. Có 3 dạng US chính: US đường, US mặt và US khồi
6.3.1. Ảnh hưởng của US chính