Download miễn phí Bài giảng Gia công áp lực - Những kiến thức cơ sở về biến dạng dẻo
ứng suất cần thiết (xác định trong trạng thái ứng suất đơn) làm cho vật liệu
đạt được trạng thái dẻo hay duy trì ở trạng thái dẻo gọi làứng suất chảy(còn
gọi là độ bền biến dạngư ký hệu là kf hoặcsf).ứng suất chảy là một thông số
cơ bản của vật liệu, nó phụ thuộc trước hết vào bản thân vật liệu (thành phần,
tổ chức, cấu trúc, . ) và các điều kiện biến dạng (nhiệt độ, mức độ biến dạng,
tốc độ biến dạng, trạng thái ứng suất)
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Ch−ơng 1Những kiến thức cơ sở về biến dạng dẻo
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 1
1.1.1 Khái quát về quá trình biến dạng
Sự dịch chuyển t−ơng đối giữa các chất điểm, các phần tử của vật thể rắn
d−ới tác dụng của ngoại lực, nhiệt độ hay của một nguyên nhân nào đó dẫn
đến sự thay đổi về hình dạng, kích th−ớc vật thể, liên kết vật liệu đ−ợc bảo
toàn, đ−ợc gọi là biến dạng dẻo.
ấ ả ề ề ề
Ch−ơng 1. Những kiến thức cơ sở về biến dạng dẻo
1.1 cơ sở vật lý của quá trình biến dạng (Cơ sở kim loại học)
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 2
9 T t c mọi ph−ơng pháp GCAL đ u dựa trên một ti n đ chung là thực
hiện một quá trình biến dạng dẻo.
9 Vật liệu d−ới tác dụng của ngoại lực sẽ thay đổi hình dạng và kích th−ớc
mà không mất đi sự liên kết bền chặt của nó.
9 Khả năng biến dạng dẻo đ−ợc coi là một đặc tính quan trọng của kim loại.
Để làm sáng tỏ quá trình biến dạng ặ theo dõi thí nghiệm kéo giản đơn. D−ới tác
dụng của lực kéo, mẫu kéo liên tục bị kéo dài cho đến khi bị kéo đứt. Trong thí
nghiệm kéo với các thiết bị phù hợp ta có thể đo đ−ợc lực kéo và độ dãn dài
t−ơng ứng, từ đó xác định ứng suất và biến dạng theo các mối quan hệ sau:
- Vùng biến dạng đàn hồi
Biến dạng mẫu khi thử kéo
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 3
Đ−ờng cong ứng suất - biến dạng
- Vùng biến dạng đàn hồi – dẻo
(trong đó biến dạng đàn hồi rất
nhỏ so với biến dạng dẻo
- Vùng phá huỷ
Cho SV xem Video thử kéo mẫu.
Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo trong tinh thể
Biến dạng của vật thể là tổng hợp của các quá trình biến dạng trong từng hạt
tinh thể và trên biên giới hạt ặ muốn tìm hiểu cơ chế của quá trình biến
dạng trong đa tinh thể tr−ớc hết hãy nghiên cứu sự biến dạng trong đơn tinh
thể lý t−ởng (không có khuyết tật).
Biến dạng đàn hồi
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 4
Biến dạng dẻo trong tinh thể
Biến dạng trong đơn tinh thể có hai cơ chế chủ yếu: tr−ợt và đối tinh.
Tr−ợt
Khi mẫu đơn tinh thể bị kéo ặ xuất hiện các bậc trên bề mặt của mẫu. Điều đó
chứng tỏ có sự tr−ợt lên nhau giữa các phần của tinh thể. Sự tr−ợt xảy ra chủ yếu
trên những mặt nhất định và dọc theo những ph−ơng nhất định gọi là mặt tr−ợt và
ph−ơng tr−ợt. Mức độ tr−ợt th−ờng là bằng một số nguyên lần khoảng cách giữa
các nguyên tử trên ph−ơng tr−ợt.
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 5
Mặt tr−ợt và ph−ơng tr−ợt là những mặt và ph−ơng có mật độ nguyên tử lớn
nhất. Điều này cũng dễ hiểu bởi lẽ lực liên kết giữa các nguyên tử trên mặt và
ph−ơng đó là lớn nhất so với những mặt và ph−ơng khác.
Số l−ợng hệ tr−ợt càng lớn thì khả năng xảy ra tr−ợt càng nhiều có nghĩa là càng
dễ biến dạng dẻo. ặ Bởi vậy khả năng biến dạng dẻo của kim loại có thể đ−ợc
đánh giá thông qua số l−ợng hệ tr−ợt.
Đặc điểm của tr−ợt:
-Tr−ợt chỉ xảy ra d−ới tác dụng của ứng suất tiếp.
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 6
- Ph−ơng mạng không thay đổi tr−ớc và sau khi tr−ợt.
- Mức độ tr−ợt bằng một số nguyên lần khoảng cách giữa các nguyên tử
- ứng suất tiếp cần thiết để gây ra tr−ợt không lớn.
Song tinh (đối tinh)
Khi ứng suất tiếp τ đạt tới một giá trị tới hạn nào đó thì một phần của mạng tinh thể
sẽ xê dịch đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt
song tinh. Song tinh cũng chỉ xảy ra trên các mặt và các ph−ơng xác định.
Mặt song tinh
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 7
Song tinh có những đặc điểm sau:
- Giống nh− tr−ợt sự tạo thành song tinh chỉ xảy ra d−ới tác dụng của ứng suất tiếp
- Khác với tr−ợt là song tinh kèm theo sự thay đổi ph−ơng mạng của phần tinh thể bị xê dịch.
- Khoảng xê dịch của các nguyên tử tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa chúng tới mặt song
tinh và có trị số nhỏ hơn so với khoảng cách nguyên tử.
- ứng suất cần thiết để tạo thành đối tinh cơ học th−ờng lớn hơn ứng suất cần thiết để gây ra
tr−ợt. Bởi vậy nói chung tr−ợt sẽ xảy ra tr−ớc và chỉ khi các quá trình tr−ợt gặp khó khăn thì
song tinh mới tạo thành.
Vì xê dịch của các nguyên tử khi tạo thành song tinh nhỏ nên song tinh
không dẫn đến một mức độ biến dạng dẻo đáng kể trong tinh thể (chỉ
vài %).
Nếu cùng với song tinh còn xảy ra tr−ợt thì tr−ợt sẽ đóng vai trò chính
trong quá trình biến dạng dẻo.
Trong các tinh thể liên kết đồng hoá trị nh− Bi , Sb ... toàn bộ biến dạng
dẻo cho đến lúc phá hủy chủ yếu do song tinh tạo nên, vì thế mức độ
biến dạng dẻo trong các tinh thể đó rất nhỏ, chúng đ−ợc coi là những
vật liệu ròn
Song tinh (đối tinh)
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 8
.
Đối với những kim loại mạng lục ph−ơng xếp chặt nh− Zn , Mg , Cd do
số l−ợng hệ tr−ợt ít nên th−ờng tạo thành song tinh, song ý nghĩa của
song tinh đối với biến dạng dẻo không lớn mà quan trọng hơn là do
song tinh làm thay đổi ph−ơng mạng nên có thể làm xuất hiện một vài
định h−ớng mới có lợi cho tr−ợt. Trong tr−ờng hợp này biến dạng dẻo
xảy ra th−ờng tăng lên so với tr−ờng hợp chỉ có tr−ợt đơn thuần. Tuy
nhiên sự thay đổi này không lớn nên các kim loại mạng lục ph−ơng xếp
chặt vẫn là những vật liệu có tính dẻo kém.
Khuyết tật trong mạng tinh thể
Các dạng khuyết tật mạng
Cấu trúc tinh thể của vật liệu kim loại bị rối loạn do sự xuất hiện của các khuyết tật mạng.
Căn cứ vào kích th−ớc của các khuyết tật có thể chia chúng thành ba dạng:
- Khuyết tật điểm: các nút trống, các nguyên tử xen kẽ
- Khuyết tật đ−ờng: ví dụ các loại lệch
- Khuyết tật mặt: biên giới hạt, biên giới pha, khuyết tật xếp
Các khuyết tật điểm
1- Nút trống
2- Nguyên tử xen kẽ
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 9
3- Nguyên tử thay thế
4- Nguyên tử ngoại lai
xen kẽ
Khuyết tật đ−ờng (lệch)
Lệch biên
Lệch xoắn
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 10
Khuyết tật mặt
Biên giới hạt Khuyết tật xếp
Bộ môn Gia công áp lực – VIệN Cơ Khí - ĐHBK Hà nôi 11
Biên giới pha
1.1.2 Hoá bền biến dạng
Hiện t−ợng ứng suất chảy tăng lên theo mức độ biến dạng trong quá trình biến dạng.
Một hiện t−ợng rất quan trọng xảy ra trong quá trình biến dạng.
ảnh h−ởng nh− đến tính chất của sản phẩm.
Xảy ra khi biến dạng ở nhiệt độ còn t−ơng đối thấp.
Hoá bền biến dạng làm tăng tải trọng đối với công cụ biến dạng, đòi hỏi tiêu hao về lực và
công biến dạng ngày càng tăng. Vì vậy, để có thể đạt đ−ợc một mức độ biến dạng mong
muốn nào đó trong nhiều tr−ờng hợp phải tiến hành các b−ớc nhiệt luyện trung gian nhằm
giảm bớt ứng suất chảy và khôi phục tính dẻo.
Để tránh hiện t−ợng hoá bền biến dạng --> thực hiện biến dạng ở nhiệt độ cao, song
độ chính xác và chất l−ợng bề ...