Curs 1 Elemente de Teoria Deformării Plastice a Metalelor

PRELUCRRI PRIN DEFORMARE

PLASTIC LA RECE

Curs nr. 1

.l. dr. ing. Crina RADU

Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor

Deformarea unui corp - modificarea formei i a dimensiunilor acestuia subaciunea unor fore externe

Fig. 1.1 Starea corpului n funcie de variaia n timp a deformaiei

Plasticitatea - capacitatea acestora de a cpta deformaii remanente fr a se distruge

Dup temperatura la care are lor deformarea distingem: deformare plastic la rece; deformare plastic la cald;


Toate metalele i aliajele lor, n stare solid, sunt corpuri cristaline.

Un cristal ideal poate fi modelat printr-o reea tridimensional de puncte (noduri),denumit reea cristalin. Poziia in spaiu a unui punct al reelei este definitde vectorul:

unde: n1, n2, n3 sunt numere ntregi iar vectorii sunt vectori primitivisau vectori de baz ai reelei.

Paralelipipedul format de vectorii a, b, c, se numete celul primitiv (coninenoduri ale reelei numai n colurile paralelipipedului). Numrul de noduriconinute ntr-o celul primitiv este egal cu 1.

a. vectori primitivi b. celul primitiv c. celul elementar d. reea cristalinFig. 1.2 Reea cristalin i elementele acesteia

https://www.youtube.com/watch?v=CsnNbuqxGTk


Exist 7 tipuri de reele primitive (sisteme cristalografice): cubic, tetragonal,ortorombic, monoclinic, hexagonal, trigonal (rombohedral) i triclinic.

Fig. 1.3 Celule primitive (sistemele cristalografice)


Celula elementar conine mai multe noduri dispuse n centrul volumului, ncentrul feelor sau n centrul bazelor celula cu volum centrat

celula cu fee centratecelula cu baze centrate

Pornind de la cele 7 celule primitive, se pot construi 14 celule elementare

(deci 14 tipuri de reele) denumite reele Bravais.


Reeaua cubic cu volum centrat (CVC): fier , vanadiul , wolframul, molibden,crom etc.

Numrul de atomi pe celula elementar:

Deci reeau CVC va avea:

atomi


Reeaua cubic cu fee centrate (CFC): fierul , Al, Cu, Ni, Pb, Au, Ar etc.

Numrul de atomi pe celula elementar:


Reeaua hexagonal compact (HC): zinc, magneziu, cadmiu, cobalt etc.

Numrul de atomi pe celula elementar: 2


Defecte de reea

Pentru un corp metalic pot fi: punctiforme, liniare i de suprafa.

Defectele punctiforme pot fi reprezentate prin:

locuri vacante, neocupate de atomi; se mai numesc vacane; atomi interstiiali - sunt atomi ce ptrund ntre atomi metalului de baz; atomi de substituie atomi strini ce nlocuiesc atomii de baz din reea;

a.vacan b. atomi interstiiali (proprii sau strini) c. atom de substituieFig. 1.4 Defecte punctiforme


Defectele liniare (dislocaiile)

sunt imperfeciuni reticulare ntr-un cristal real, de mare ntindere de-a lungulunei direcii i mai redus n celelalte dou direcii.pot fi: marginale (de tip Taylor), elicoidale (n urub, de tip Burgers) i mixte

Dislocaia marginal reprezint linia de demarcaie dintre poriunea de cristal care s-a deplasat i cea care nu s-a deplasat sub aciunea unor fore de forfecare .


Dislocaia elicoidal se obine prin forfecare, ca rezultat al deplasrii uneiporiuni dintr-un cristal fa de o poriune fix, cu o distan b de-a lungul direcieiAD a unui plan (fig. 1.6).

Dislocaia elicoidal este reprezentat de atomii din jurul liniei AD care senfoar dup o spiral.


Defectele de suprafa sunt imperfeciuni structurale cu o extensie la nivelreticular, mai mare n dou direcii i limitat pe o a treia (suprafee de separare,interfee).Exp: limite de grni, limite de macle, limite de faze etc.

Grunii cristalini i limitele de gruni

Grunii cristalini sunt formaiuni cristalografice n care atomii sunt aranjai nmod ordonat, avnd diferite orientri i asamblate coerent prin intermediullimitelor de gruni.


Macla i limite de macl Macla reprezint o poriune din acelaicristal reorientat n raport cu un plan desimetrie numit plan de maclare.

Deformarea plastic a monocristalelor se poate produce prin dou mecanisme:1. prin alunecare sau translaie - deplasarea relativ a diferitelor pri alecristalului de-a lungul unor plane cristaline denumite plane de alunecare (sunt

planele cu densitate maxim de atomi); n aceste plane exist direcii dealunecare dup care atomii sunt aezai cel mai dens.Planele i direciile de alunecare formeaz sisteme de alunecare.Nr. sistemelor de alunecare = nr. planelor de alunecare x nr. direciilor de alunecare

Sisteme de

alunecare


Cum se produce deformarea prin alunecare

Deformarea plastic n monocristal ncepe prin alunecarea pe planele care aupoziia cea mai favorabil (==45o) fa de direcia forei de deformare i pentrucare tensiunea tangenial are valoarea maxim (c = /2).

Legea componentei critice a

efortului unitar de forfecare (legea

lui Schmid)

T fora tangenial


2. prin maclare:

maclarea are rolul de a orienta favorabil sistemele de alunecare fa de efort,pentru ca deformarea sa continue prin mecanismul alunecrii.maclarea este favorizat de scderea temperaturii i creterea vitezei dedeformare.

Maclarea duce la o diferen de orientare a reelei cristaline de o parte i dealta a planului de maclare n timp ce prin alunecare orientarea cristaluluideasupra i sub planul de alunecare este aceeai ca i nainte de deformare.


Deformarea policristalelor

Deformarea plastic a corpurilor policristaline se compune din:deformare intracristalin - deformarea plastic a grunilor policristalini, prin

schimbarea formei i a dimensiunilor acestoradeformare intercristalin - deplasarea relativ a grunilor unul fa de altul

Factori ce influeneaz deformarea policristalin:

limitele dintre gruni

mrimea grunilor

viteza de deformare

transformri de faz


Efectele principale ale deformrii plastice la rece

Principalele consecine ale deformrii plastice la rece sunt:

ecruisarea materialului prelucrat;

obinerea unei noi texturi;

introducerea n corpul deformat a unor tensiuni remanente;

modificarea temperaturii corpului;

producerea unor transformri de faz;

modificarea proprieilor materialului metalic.

Curs 1 Elemente de Teoria Deformării Plastice a Metalelor

Documents

Transcript of Curs 1 Elemente de Teoria Deformării Plastice a Metalelor