98a 98b

1.1_Khái niệm về biến dạng của kim loại:
Dưới tác dụng của ngoại lực hoặc nhiệt độ, thế năng của nguyên tử trong kim loại thay đổi. sự dịch chuyển của các nguyên tử tạo ra sự biến dạng theo các gii đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ.
1.1.1_Biến dạng đàn hồi:
Vật thể dưới tác dụng ngoại lực bị biến dạng. Nếu sau khi cất tải biến dạng bị mất đi, vật thể trở về hình dạng kích thước ban đầu như khi chưa bị tác dụng lực, gọi biến dạng đó là biến dạng đàn hồi.
Biến dạng đàn hồi phụ thuộc vào hai yếu tố:lực và nhiệt độ.
1.1.2_Biến dạng dẻo:
Là biến dạng vẫn còn lại sau khi bỏ tải trọng.
Nguyên nhân là do khi tăng tải, nguyên tử của kim loại chuyển dời sang một vị trí xa hơn và ổn định hơn, không trở về vị trí cân bằng cũ khi thôi lực tác dụng.
1.1.3_Phá huỷ:
Phá huỷ là ngoài sự thay đổi hình dáng và kích thước của vật thể dưới tác dụng của ngoại lực, sau khi cất tải chúng không còn giữ nguyên liên kết ban đầu giữa các nguyên tử hoặc các phần. Phá huỷ là nứt, gãy, vỡ mối liên kết giữa các nguyên tử do ứng suất kéo gây nên.
Ta có biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa lực tác dụng và biến dạng đối với vật liệu dẻo bị kéo như sau:

-Nếu giá trị của tải trọng đặt vào PPA thì quan hệ giữa P và l là bậc 1. Đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi.
-Nếu tải trọng PA<P<PC thì kim loại sẽ bị biến dạng nhưng khi bỏ tải trọng này thì kim loại vẫn giữ nguyên hình dáng mới. Đây là giai đoạn biến dạng dẻo.
-Nếu P>PB thì mạng tinh thể của kim loại bị xô lệch, vỡ vụn gây nên phá huỷ mạng tinh thể của kim loại.
1.2_Biến dạng dẻo của kim loại
1.2.1_Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể
Xảy ra dưới hai hình thức trượt và song tinh.
a)Theo hình thức trượt:
Trượt là một quá trình chuyển động tương đối giữa hai phần tinh thể. Một phần dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt và luôn song song với mặt tinh thể (Hình 2a). Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng. Sau khi dịch chuyển, các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực, kim loại không trở về trạng thái ban đầu.
Trượt chỉ xảy ra trên một số mặt và phương tinh thể nhất định. Trên phương và mặt tinh thể này thường có mật độ nguyên tử dày đặc nhất hay ở trên đó có lực liên kết giữa các nguyên tử là lớn nhất so với mặt và phương khác.
b)Theo hình thức song tinh
Một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến một vị trí mới đỗi xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (Hình 2b)
Đặc điểm biến dạng song tinh là sự dịch chuyển các nguyên tử tỉ lệ với khoảng cách mặt song tinh. Càng xa mặt song tinh, dịch chuyển càng lớn, nhưng không quá một khoảng cách nguyên tử. Biến dạng dẻo do song tinh rất nhỏ.
1.2.2_Biến dạng dẻo trong đa tinh thể
Sự biến dạng dẻo trong đa tinh thể trước hết là sự biến dạng trong nội bộ các hạt và sau đó là sự dịch chuyển tương đối giữa các hạt. Sự biến dạng trong một hạt cũng theo cơ chế trượt song tinh như ở biến dạng dẻo đơn tinh thể. Tuy nhiên, đối với đa tinh thể có tồn tại phân giới hạn nên có một số đặc điểm biến dạng riêng. Khi kéo nén đơn, định hướng thuận lợi nhất cho các hạt biến dạng dẻo đầu tiên đó là các mặt trượt và phương trượt làm với lực một góc xấp xỉ 45o .

1.2.3_Hiện tượng biến cứng và kết tinh lại
a\Hiện tượng biến cứng:
Trong quá trình biến dạng dẻo phát sinh các hiện tượng sau:
+Hình dáng các tinh thể thay đổi : kéo dài, vặn vẹo, mạng tinh thể bị xô lệch.
+Hướng của các tinh thể thay đổi từ vô hướng thành dị hướng.
+Sinh ra các ứng suất dư tồn tại sau biến dạng.
+Phá vỡ các hạt tinh thể và biên giới hạt.
Kết quả của hiện tượng trên đưa đến: Lực chống biến dạng của tinh thể tăng lên, ứng suất dư tăng lên làm cho độ cứng và độ bền tăng, độ dẻo và độ dai giảm, tính dị hướng về cơ tính và lý tính xuất hiện rõ rệt.
Mức độ biến cứng tỉ lệ thuận với mức độ biến dạng và phụ thuộc vào bản chất kim loại, tốc độ và nhiệt độ biến dạng .
b\Quá trình biến mềm -kết tinh lại:
Khi kim loại biến cứng, trạng thái tổ chức của nó không cân bằng, có thế năng tự do cao. Khi ta nung nóng kim loại, động năng các nguyên tử của nó tăng, dao động nhiệt mạnh làm cho các nguyên tử có xu hướng trở về vị trí có thế năng bé nhất, do đó tạo ra điều kiện phục hồi mạng tinh thể trong kim loại. Tuỳ theo nhiệt độ quá trình có thể chia làm 2 giai đoạn:
Giai đoạn phục hồi:
Khi nung nóng kim loại đến nhiệt độ chưa vượt quá (0,230,3)Tnc (Tnc- là nhiệt độ nóng chảy tuyệt đối), kim loại sẽ trở về vị trí cân bằng bền, cơ tính, lý tính, hoá tính sẽ phục hồi lại một phần như cũ. Trong giai đoạn này hướng và hình dạng tinh thể không thay đổi, đồng thời không phục hồi sự phá huỷ đã gây ra giữa các tinh thể mà chỉ khử ứng suất dư.
Giai đoạn kết tinh lại
Khi nung nóng kim loại ở nhiệt độ cao hơn, do động năng của các nguyên tử phát triển mạnh, mức độ thay đổi vị trí của nó tăng lên. Lúc đó hình dạng và kích thước tinh thể sẽ thay đổi, quá trình nảy mầm, phát triển mầm xuất hiện, tổ chức kim loại từ trạng thái không cân bằng về trạng thái cân bằng. Qúa trình này gọi là quá trình kết tinh lại.
Quá trình kết tinh lại gồm hai bước: chuẩn bị kết tinh lại và tụ hợp kết tinh lại.
Kết tinh lại làm giảm biến cứng, tăng tính dẻo, thay đổi cơ tính, lý tính của kim loại.
Nhiệt độ kết tinh lại: Là nhiệt độ tại đó xảy ra quá trình tao mầm và phát triển mầm trong kim loại bị biến dạng dẻo với tốc độ đáng kể.
TKte = K.Tnc

Với Tnc- Nhiệt độ nóng chảy của kim loại (OK)
K- Hệ số phụ thuộc độ sạch của kim loại, K thay đổi từ 0,30,8
Nhiệt độ kết tinh lại phụ thuộc vào các yếu tố:
+Mức độ biến dạng: biến dạng ít thì TKte cao
+Thời gian giữ nhiệt: giữ nhiệt lâu thì TKte thấp
+Độ lớn ban đầu của hạt: hạt càng lớn thì TKte càng cao.
1.2.4_Tính dẻo và những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng
a\Tính dẻo:
Tính dẻo của kim loại là khả năng thay đổi hình dáng và kích thước của kim loại khi chịu lực tác dụng mà không bị phá huỷ.
Các đặc trưng của tính dẻo:
• Độ dẫn dài tương đối (a1): là độ dẫn về chiều dài khi kim loại chịu kéo so với độ dài ban đầu.
a1 = .100%
l =l1-l2
lo- là độ dài trước biến dạng
l1-là độ dài sau biến dạng
• Độ thắt tương đối (ap): là độ giảm về tiết diện ngang khi kim loại dãn dài so với tiết diện ban đầu của nó.
• Độ dai và đập: là công cần thiết sinh ra để phá huỷ một đơn vị diện tích mẫu.
A = (KGm/cm2 hay KJ/cm2)
• Số vòng xoắn đứt: là số vòng xoắn tương đối giữa hai tiết diện tác dụng momen xoắn trước khi vật bị phá huỷ.
• Số lần bẻ gãy.
b\Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại
• Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất:
Khi tác dụng của ứng suất kéo càng ít, ứng suất nén càng nhiều thì tính dẻo của kim loại càng cao.
• Ảnh hưởng của ứng suất dư:
Ứng suất dư sinh ra là do sự biến dạng không đều đặn, chỗ biến dạng nhiều sinh ra ứng suất dư nén, chỗ biến dạng ít sinh ra ứng suất dư kéo. Bình thường, ứng suất dư này cân bằng nhau.
Sự tồn tại của ứng suất dư làm tăng khả năng chống biến dạng của kim loại, làm giảm tính dẻo của kim loại, giảm độ dai va đập, giảm khả năng chịu đựng của vật thể. Vì vậy cần phải khử ứng suất dư như ủ non, kết tinh lại; gõ đập bằng búa gỗ, phun bi thép, phun cát, hoặc chọn phương pháp biến dạng phôi hợp lý.
• Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức của kim loại:
Mức độ liên kết giữa các hạt càng lớn, mật độ kim loại cang cao, thành phần hoá học đều đặn, kích thước hạt đều, tạp chất phân bố đều, mặt trượt nhiều thì tính dẻo của kim loại càng cao, kim loại dễ dàng biến dạng.
Các chất hợp kim và các tạp chất trong kim loại cũng có tác dụng lớn đến tính dẻo của kim loại.
Kim loại đúc có tổ chức hạt không đều, tính dẻo sẽ thấp, nếu qua gia công áp lực thì tính dẻo sẽ tăng lên.
Tổ chức kim loại càng nhiều pha càng kém dẻo.
Hạt tinh thể càng nhỏ thì kim loại càng dẻo.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ. Hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng, kim loại dễ biến dạng.
Mặt khác, khi nung kim loại có sự thay đổi về thành phần hoá học (hiện tượng thoát cacbon, lưu huỳnh, phốt pho,…) nên làm thay đổi tính dẻo của nó.
Trong vùng nhiệt độ kết tinh lại và nhiệt độ chuyển biến pha, thì tính dẻo giảm. Lí do là ứng suất dư của kim loại xuất hiện, do cấu trúc không đồng nhất và có biến cứng.
• Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng :
Tốc độ biến dạng khác nhau có thể làm giảm hoặc tăng tính dẻo của kim loại. Nếu tốc độ sinh ra biến cứng cao hơn tốc độ sinh ra biến mềm thì tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại và ngược lại.
1.2.5_Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại
a) Trong quá trình biến dạng dẻo, hình dáng và kích thước hạt thay đổi rất nhiều. Khi chịu kéo, hạt sẽ bị kéo dài theo phương của lực. Khi bị nén, hạt sẽ bị bẹp đi, mạng tinh thể xung quanh mặt trượt bị xô lệch và biến dạng không đều.
Nếu mức độ biến dạng lớn: ( = 4050%) hạt sẽ bị phân nho ra, các tạp chất và pha thứ 2 sẽ bị kéo dài ra và tạo thành tổ chức thớ.
Công thức tính biến dạng:
 =
Với So: tiết diện trước biến dạng
S1: tiết diện sau biến dạng
Khi độ biến dạng rất lớn ( = 7090%), các hạt bị quay đến mức độ các mặt và phương có ký hiệu giống nhau sẽ song song với nhau, và lúc này vật liệu đa tinh thể thể hiện tính có hướng.
b) Trong biến dạng dẻo, trong các kim loại tồn tại khá nhiều ứng suất dư do xô lệch mạng và do biến dạng không đều của các hạt ứng suất dư làm giảm cơ tính của vật liệu.
c) Sau biến dạng dẻo, mạng tinh thể bị xô lệch nên cơ tính của kim loại bị thay đổi nhiều: độ cứng, độ bền tăng, độ dẻo và độ dai giảm. Đó là hiện tượng hoá bền.
d) Biến dạng dẻo làm thay đổi đáng kể tính chất vật lý của vật liệu: điện trở tăng, từ kháng tăng, chống ăn mòn về điện hoá.
1.2.6_Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo:
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau:
 Ứng suất đường: .
 Ứng suất mặt: .
 Ứng suất khối: .
Nếu = = thì = 0 và không có biến dạng. Ứng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là giới hạn chảy .
Điều kiện biến dạng dẻo.

 

Mô tả chung: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD+ nguyên lý hoạt động+ Sơ đồ nguyên công, đồ gá + THuyết minh …
Giá: 450.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_TKM000098
Tải đồ án

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*