Mikroplastická a makroplastiCká deformácia

1. Mikroplastickáa makroplastiCká deformácia Bc. Stanislav Piesecký stanislavpiesecky@centrum.sk Bc. Marián Pavkov marian.pavkov@pobox.sk

2. Obsah • Fyzikálna podstata elastickej • deformácie • Fyzikálna podstata plastickej deformácie • Mikroplastická deformácia • Makroplastická deformácia

3. 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

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

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

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

7. 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.

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

9. Zobrazenie klzových systémov [2]

10. Vplyv kryštálovej mriežky [2]

11. Klzové systémy [2]

12. 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

13. 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 deformácií Zvýšenie odporu proti mikroplastickej deformácií

14. 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

15. 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

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

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

18. 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://mechanika2.fs.cvut.cz/sources_old/pzk/3_1.html 14.10.2010 [5] Puškár, A.: Mikroplastickosť a porušenie materiálov, 1986

19. Ďakujem za pozornosť.