Transcript lom pri tečení-Istvan,Dudinsky

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE
Strojnícka fakulta
Katedra aplikovanej mechaniky
LOM PRI TEČENÍ
Bc. Ján Ištván
Bc. Martin Dudinský
([email protected])
([email protected] )
Tečenie – creep
[1]
• jav pomalej, časovo závislej plastickej deformácie
pri pôsobení napätia a teploty
𝜀𝑝𝑙 = 𝑓 𝜎, 𝑇, 𝑡
• prebieha pri napätiach nižších ako medza sklzu
• tečenie je u kovových materiálov významné
pri homologických teplotách 0,3 až 0,5
Krivka tečenia - creepová krivka
[1]
• pre konštantné napätie a konštantnú teplotu:
3 štádiá tečenia:
 primárne:
• pokles rýchlosti tečenia
 sekundárne
• ustálené tečenie
• v tomto štádiu sa určuje
rýchlosť tečenia
Obr.1 Krivka tečenia pre konšt. napätie a teplotu [2]
 terciárne
• strata plastickej stability
• intenzívny rozvoj procesov
vedúcich k lomu
Charakteristiky creepového chovania[1]
Medza tečenia RT je napätie, ktoré pri
danej teplote vyvolá za určitú vopred
stanovenú dobu deformáciu určitej
veľkosti.
Medza pevnosti pri tečení RmT (RTP) je
napätie, ktoré pri danej teplote zpôsobí
po určitej vopred stanovenej dobe lom.
Relaxácia - zbytkové napätie RRZ je
napätie, ktoré pôsobí po danom čase a
pri danej teplote skúšky (určuje sa pri
skúške pri konštantnej deformácii  ).
Obr. 2 Charakteristiky creepového
chovania
Vplyv teploty a napätia na krivku tečenia
Obr. 3 Vplyv teploty a napätia na tvar krivky tečenia
[3]
Mechanizmy deformácie pri tečení
Obr.4 Mapa deformačných mechanizmov
[2]
Dislokačné tečenie
[2]
• prebieha pri vyšších napätiach a vyšších teplotách
• sklz dislokácií a šplhanie dislokácií
Obr.5 Sklzový pohyb a šplhanie dislokácií pri dislokačnom tečení
Difúzne tečenie
[5]
 Herringovo Nabarrovo tečenie – difúzia prebieha objemom zŕn
• prebieha pri nižšom napätí a vysokej teplote
• intenzívna difúzia vakancií
a súčasne proti pohybu vakancií
intenzívna difúzia interstícií spolu
s vlastnými atómami
Obr. 6 Mechanizmus Herringovho Nabarrovho tečenia
 Cobleho tečenie – difúzia prebieha po hraniciach zŕn
• prebieha pri nižšom napätí a nižšej teplote
• intenzívna migrácia vakancií po hraniciach zŕn
• šplhanie dislokácií
k hraniciam zŕn a prechod
do oblasti hraníc zŕn
• posuv hranice zrna
Obr. 7 Mechanizmus Cobleho tečenia
Lom pri tečení [4]
• v materiáli sa vytvárajú
kavity a trhliny, ktoré sa
postupne spájajú až do
vzniku lomovej plochy
• charakter lomu pri tečení
závisí od teploty a od
rýchlosti deformácie ( / t)
• transkryštalický lom vzniká
pri nízkych T a vysokých
deformačných rýchlostiach
• pri vysokých T a nízkych
rýchlostiach
deformácie
vzniká lom interkryštalický
Obr.8 Mapa lomových mechanizmov
pre oceľ 17 346
Kavity [5]
• kavity ako narušenie kompaktnosti materiálu môžu
vznikať následkom sklzu po hraniciach zŕn
• dochádza
ku
kavitačnému
interkryštalickému
porušovaniu, ktoré končí interkryštalickým kavitačným
lomom
Obr.9 Nukleácia zárodku kavity vyvolaná sklzmi na hraniciach zŕn (p) v prípade
výstupku na hranici zrna a v prípade vylúčenej fázy (P)
Transkryštalický lom pri tečení[5]
• lom spočíva v nukleácií dutín
na inklúziách v matrici
• koncentrácia napätia
generovaného na inklúziách,
ktoré v priebehu deformácie
rastie
• lom inklúzie alebo porušenie
jej kohézie s matricou
Obr. 13 Transkryštalický creepový lom
Odolnosť voči tečeniu a porušeniu pri tečení [3]
• zvyšuje sa:
 so zvyšujúcou sa teplotou tavenia
 s prísadami spomaľujúcimi difúziu a zvyšujúcimi teplotu
rekryštalizácie
 precipitačným vytvrdzovaním kovových zliatin
 zväčšením veľkosti zrna (pri vyšších teplotách)
Použitá literatúra
[1] http://ime.fme.vutbr.cz/files/vyuka/GS0-K/07_MS6K.ppt
[2] http://www.ipm.cz/group/fracture/vyuka/doc/P11.ppt
[3] http://www.matdesign.sav.sk/data/files/460.pdf
[4] PLUHAŘ, J. a kol.1987: Fyzikální metalurgie a medzí
stavy materiálu. Praha : SNTL/ALFA Praha, 1987.
[5] PUŠKÁR, A. – HAZLINGER, M. 2000. Porušovanie a
lomy súčastí. Žilina : Žilinská univerzita v Žiline, 2000.
[6] http://www.ltmetal.net/teoria/vznik-lomu/
Ďakujem za pozornosť.