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;
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
Exist 7 tipuri de reele primitive (sisteme cristalografice): cubic, tetragonal,ortorombic, monoclinic, hexagonal, trigonal (rombohedral) i triclinic.
Fig. 1.3 Celule primitive (sistemele cristalografice)
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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.
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
Reeaua cubic cu volum centrat (CVC): fier , vanadiul , wolframul, molibden,crom etc.
Numrul de atomi pe celula elementar:
Deci reeau CVC va avea:
atomi
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
Reeaua cubic cu fee centrate (CFC): fierul , Al, Cu, Ni, Pb, Au, Ar etc.
Numrul de atomi pe celula elementar:
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
Reeaua hexagonal compact (HC): zinc, magneziu, cadmiu, cobalt etc.
Numrul de atomi pe celula elementar: 2
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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 .
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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.
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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.
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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.
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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
Curs 1 Elemente de teoria deformrii plastice a metalelor
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.