Plastick deformace a pevnost Anelasticita vnitn tlum Tahov

Plastická deformace a pevnost ü ü Anelasticita – vnitřní útlum Tahová zkouška (kovy, plasty, keramiky, kompozity) v Fyzikální podstata pevnosti - dislokace (monokrystal – polykrystal) - mez kluzu nízkouhlíkových ocelí – H. P. vztah - vliv teploty a rychlosti zatěžování na mez kluzu v Skutečný tahový diagram v Tvrdost a tahový diagram 5. 2. 2022 1

Zkouška tahem Re 5. 2. 2022 Rm A 2

Zkouška tahem Diagram skutečné napětí – skutečná deformace 5. 2. 2022 3

Ideální pevnost 5. 2. 2022 4

Ideální pevnost Co ji „kazí“ ? Bodové poruchy – vakance, divakance, cizí atomy Čárové poruchy – dislokace – šroubové, hranové smíšené Plošné poruchy – vrstevné chyby, hranice zrn a jejich vzájemná interakce 5. 2. 2022 5

kovy – inherentní křehkost – tvárnost na typu krystalické mřížky kovalentní keramika (r. t. ) – nejsou pohyblivé dislokace – materiál je křehký sklo – nejsou pohyblivé dislokace – materiál je křehký kovalentní plasty 5. 2. 2022 iontová keramika - monokrystaly plasticky deformovatelné (např. Na. Cl) - polykrystal křehká (malý počet kluzových rovin) 6

Tahový diagram monokrystalu (kovu) Schmidtův zákon: - skluz nastane, když: 5. 2. 2022 7

Tahový diagram monokrystalu (kovu) pohyblivé dislokace n n n Směr kluzu je totožný se směrem nejhustěji obsazeným atomy Skluzová rovina je totožná s nejhustěji obsazenou rovinou Skluz probíhá v té skluzové rovině, kde působí největší smykové napětí aktivní skluzové roviny 5. 2. 2022 8

Pohyblivé dislokace 5. 2. 2022 9

Pohyblivé dislokace 5. 2. 2022 10

Pohyblivé dislokace Experimentální důkazy existence dislokací 5. 2. 2022 11

Pohyblivé dislokace 5. 2. 2022 12

Pohyblivé dislokace Frankův - Readův zdroj 5. 2. 2022 13

ukotvené dislokace – dislokace lesa 5. 2. 2022 14

© Tomáš Kruml 5. 2. 2022 15

Tahový diagram monokrystalu (kovu) 5. 2. 2022 16

Tahový diagram monokrystalu (kovů) fcc kovy – Al, Cu, -Fe, Ag, Au, Pt 4 roviny 111 3 směry <110> 12 skluzových systémů systém 5. 2. 2022 17

Tahový diagram monokrystalu (kovu) hcp kovy – Mg, Zn, Cd, Be, Ti Základna 0001 ……. 1 x Směr <1120>……. 3 x 3 skluzové systémy 5. 2. 2022 18

Tahový diagram monokrystalu (kovu) bcc - Fe, Mo, W Směr <111>…. . 3 Roviny 110 …… 4 211 …… 4 321 …… 8 5. 2. 2022 19

Dvojčatění Roviny dvojčatění Krystalografické roviny Dvojče - twin 5. 2. 2022 20

Dvojčatění 5. 2. 2022 21

Tahový diagram monokrystalu (kovu) I. oblast snadného kluzu, II. oblast lineárního zpevnění, III. oblast odpevnění 5. 2. 2022 22

Tahový diagram monokrystalu (kovu) Co je typické pro jednotlivé mřížky fcc: τkrit = (0, 3 -0, 8)MPa; I stádium 30%; II a III závisí na teplotě hcp: τkrit = (0, 3 -0, 8)MPa; I stádium 200%; II a III závisí na teplotě bcc: τkrit =(30 -80)MPa a závisí na teplotě; I stádium velmi malé 5. 2. 2022 23

Tahový diagram polykrystalu Ekvivalentní plastická deformace 5. 2. 2022 Hydrostatická napětí 24

Tahový diagram polykrystalu pohyblivé dislokace aspoň 5 nezávislých skluzových systémů v fcc mřížka (malé krit + 12 nezávislých skluzových rovin) – tvárný materiál v hcp mřížka (malé krit + někdy jen 3 nezávislé skluzové roviny) – zpravidla křehký v bcc mřížka (velké krit + mnoho nezávislých skluzových rovin) – pevný a tvárný 5. 2. 2022 25

Tahový diagram polykrystalu 5. 2. 2022 26

Hall - Petchova rovnice © Tomáš Kruml 5. 2. 2022 27

Hall - Petchova rovnice max - smykové napětí působící ve skluzové rovině vyvolané vnějším napětím i - napětí působící proti pohybu dislokací D - napětí nutné ke vzniku (uvolnění dislokací) koncentrace napětí v bodě B 5. 2. 2022 28

Hall - Petchova rovnice podmínka plastické deformace na hranici 5. 2. 2022 29

Hall - Petchova rovnice vliv velikosti zrna napětí působící proti pohybu dislokací 5. 2. 2022 Ovládání deformačního chování a pevnostních vlastností 30

Zpevnění i = 0 + + t. r. + p. r. 0 t. r. p. r. 5. 2. 2022 - P-N napětí - odpor vyvolaný přítomností jiných dislokací - zpevnění tuhým roztokem - precipitační zpevnění 31

Mez kluzu Výrazná mez kluzu v Vliv zpevnění ( i ) s Lüdersovou deformací v Vliv intersticiálních příměsí v Vliv teploty Nevýrazná mez zatěžování kluzu v Vliv rychlosti 5. 2. 2022 32

Skutečné napětí – skutečná deformace Skutečné napětí Skutečná deformace 5. 2. 2022 33

Zkouška tahem Diagram skutečné napětí – skutečná deformace ? 5. 2. 2022 34

Skutečné napětí – skutečná deformace Holomonův vztah k - koeficient deformačního zpevnění n - exponent deformačního zpevnění Rambergův - Osgoodův vztah 5. 2. 2022 35

? 5. 2. 2022 36

Skutečné napětí – skutečná deformace krček – trojosá napjatost ! popis lokalizované deformace přepočet nominálního napětí na hodnotu ekvivalentního napětí: B = 0, 83 -0, 1786. log korekce na přítomnost krčku podle Bridgmana 5. 2. 2022 37

Skutečné napětí – skutečná deformace korekce na přítomnost krčku podle Mirone 5. 2. 2022 38

Skutečné napětí – skutečná deformace Výpočty MKP – zadání křivky: v bilineární v po částech lineární v E, n (N) v křivka Brigman, Mirone Hollomonův, Ramberg-Osgood Hook 5. 2. 2022 39

Skutečné napětí – skutečná deformace Výpočty MKP – zadání křivky: v bilineární v po částech lineární v E, n (N) v křivka 5. 2. 2022 40

Tahový diagram z indentace 5. 2. 2022 41

Tahový diagram z indentace 5. 2. 2022 42

Tahový diagram z indentace 5. 2. 2022 43

Tahový diagram z indentace 5. 2. 2022 C 1 C 2 C 3 C 4 551, 5 345, 7 419, 4 27, 8 44