MIKROPLASTICK A MAKROPLASTICK DEFORMCIA Bc Stanislav Pieseck stanislavpieseckycentrum

MIKROPLASTICKÁ A MAKROPLASTICKÁ DEFORMÁCIA Bc. Stanislav Piesecký stanislavpiesecky@centrum. sk Bc. Marián Pavkov marian. pavkov@pobox. sk

Obsah 1. Fyzikálna podstata elastickej deformácie 2. Fyzikálna podstata plastickej deformácie 3. Mikroplastická deformácia 4. Makroplastická deformácia

1. Elastická deformácia [1] V reálnych kovoch je zvyčajne malá (menšia ako 1% celkovej deformácie) a je časovo nezávislá. Je úmerná pôsobiacemu zaťaženiu – väčšie napätie vyvolá väčšiu deformáciu. V kryštalických materiáloch je táto úmernosť lineárna. Lineárnu závislosť deformácie (ε, γ) od napätia (σ, τ) vyjadruje Hookov zákon: ε = σ/E γ = τ/G E – modul pružnosti v ťahu G – modul pružnosti v šmyku

2. Plastická deformácia [2] je uskutočňovaná pohybom dislokácií a spôsobuje nevratné zmeny tvaru Zobrazenie dislokácií, TEM

Zdroj dislokácií podľa Franka a Reada [2] Zdroj dislokacií, TEM

Mechanizmy deformácie [3] Deformácia klzom Deformácia dvojčatením Závislosť charakteru deformácie od rýchlosti deformácie a teploty

Deformácia klzom [3] Klz dislokácií je riadený tromi zákonitosťami: smer klzu je totožný so smerom, ktorý je najhustejšie obsadený atómami klz zvyčajne prebieha v najhustejšie obsadených rovinách kryštálu. z možných skupín rovín a smerov (tých dovolených pre danú mriežku) je aktívny ten klzový systém v ktorom šmykové tangenciálne napätie má najvyššiu hodnotu.

Výpočet τkr Pôvodná Frenkelova teoria Upresnený vzorec Kritické napätie podla Taylora Vzťah po úprave

Zobrazenie klzových systémov [2]

Vplyv kryštálovej mriežky [2] Kryštálová mriežka FCC Kritické klzové napätie 0, 3 až 0, 8 MPa BCC HCP 30 až 80 0, 3 až 0, 8 Počet klzových systémov 12 ( 5) 3 ( 5) Priečny klz je Možný nemožný Výsledná materiálová vlastnosť Tvárnosť Pevnosť relatívna krehkosť

Klzové systémy [2] Kov Mriežka Čistota Klzová rovina Smer Klzu Zn HCP 99, 999 (0001) [1010] 0, 18 Mg HCP 99, 996 (0001) [1010] 0, 77 Ti HCP 99, 990 (1010) [1120] 14, 00 Ag FCC 99, 990 (111) [110] 0, 48 FCC 99, 930 (111) [110] 1, 31 Cu FCC 99, 999 (111) [110] 0, 65 FCC 99, 980 (111) [110] 0, 94 Ni FCC 99, 800 (111) [110] 5, 80 Fe BCC 99, 960 (110) [111] 28, 00 (112) (123) Mo BCC 99, 800 (110) [111] t. KR [MPa] 50, 00

Deformácia dvojčatením [3] Prejavuje sa náhlym preskupením celej kryštálovej mriežky niektorej časti kryštálu. Nová mriežka má pravidelné usporiadanie, rovnaké ako pôvodná mriežka, je však symetricky pretočená vzhľadom na pôvodnú rovinu. Napätie potrebné pre šírenie dvojčaťa je vyššie ako napätie potrebné pre klz dislokácií. Výskyt dvojčatenia je významne ovplyvňovaný teplotou a rýchlosťou deformácie

3. Mikroplastická deformácia [2] Mikroplastická deformácia je proces charakterizovaný heterogenitou a lokalizáciou, pričom sa uplatňuje anizotropia vlastností v zrnách, prípadne v celom objeme polykryštalickej látky. Pri mikroplastickej deformácií má významné postavenie štruktúrna nerovnorodosť, externé a interné faktory procesu. Odpor proti mikroplastickej deformácii a medza klzu rozlične závisia od stupňa plastickej deformácie Zníženie odporu proti mikroplastickej Zvýšenie odporu proti mikroplastickej deformácií

Model priebehu mikroplastickej deformácie [2] τa - max. šmykové napätie τu- šmykové napätie potrebné na hromadné uvoľnenie zdrojov dislokácií v danom smere τz- šmykové napätie na generovanie dislokácií τuf- šmykové napätie potrebné na uvoľnenie zdrojov dislokácií Model tvorby sklzových čiar

4. Makroplastická deformácia [3] Polykryštál sa nedeformuje tak, že každé zrno sa deformuje ako neobmedzený monokryštál. Polykryštalický kov je agregát náhodne orientovaných kryštálov (zŕn) rôznej veľkosti, ktoré sú prepojené spoločnými hranicami. Hranice zŕn Klzové roviny Deformácia polykryštálu

Napätie – deformácia [4] Konvenčný ťahový diagram Skutočný ťahový diagram

Základné typy ťahových diagramov [4] Predĺženie krehký materiál s výraznou medzou sklzu Predĺženie materiál s hornou a dolnou medzou sklzu Predĺženie materiál so zmluvnou medzou sklzu

Použitá literatúra [1] Skočovský, P. – Bokúvka, O. – Konečná, R. – Tillová, E. : Náuka o materiáli pre odbory strojnícke, EDIS, ŽU v Žiline, 2006. [2] Valach, F. - Ondracek, J. - Melnik, : Plasticita, VUT, verze 2008 [3] Puškár, A. : Medzné stavy materiálov a súčastí, 1989 [4] http: //mechanika 2. fs. cvut. cz/sources_old/pzk/3_1. html 14. 10. 2010 [5] Puškár, A. : Mikroplastickosť a porušenie materiálov, 1986