OBLIKOVANJE

DEFORMIRANJEM

Drugo predavanje

Fizikalne osnove oblikovanja deformiranjem

2

Mogućnost plastičnog oblikovanja materijala najviše

ovisi o svojstvima samog materijala…

Pojmovi:

Talina

Kristalizacija

Uključine, šupljine… kristalne rešetke

Polikristalno tijelo - Kvazi izotropija

3

Pripadajuće kristalne rešetke 4

BCC – prostorno centrirana FCC – plošno centrirana HCP - heksagonska

Volfram - W Aluminij – Al Cink – Zn

Vanadij - V Olovo – Pb Magnezij – Mg

Molibden – Mo Bakar – Cu Titan - Tiα

Niobij – Nb Austenit - Feϒ Kobalt - Coα

Ferit - Feα

Titan - Tiβ

Ravnine klizanja 5

Ravnina najgušće

zaposjednutosti heksagonske

hcp rešetke

Deformacija monokristala 6

Ako se komad metala optereti mogu se primijetiti deformacije.

Povećanjem sile raste i deformacija.

Nakon neke postignute veličine sile, deformacija raste brže od porasta sile i konačno dolazi do loma ako naprezanje u metalu pređe vrijednost čvrstoće materijala.

Deformacija monokristala 7

Deformacija realnog monokristala 8

U stvarnim kristalima, s obzirom na veliku gustoću dislokacija, deformiranje se odvija klizanjem dislokacije uzduž ravnine klizanja.

Veza među atomima se na mjestu dislokacije lako prebacuje s atoma na atom dok dislokacija ne izađe na suprotnu stranu bloka (slobodna površina ili granica zrna).

Deformacija realnog monokristala 9

Točkaste dislokacije Bridne dislokacije

Deformacija realnog monokristala 10

Rubne dislokacije

https://www.youtube.com/watch?v=7qgBMKS_fyo

Deformacija polikristala 11

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

Deformacija polikristala 12

Kada na polikristaliničan materijal djeluju sile, dolazi do klizanja u onim

ravninama koje imaju najpovoljniju orijentaciju za deformaciju. ?!

Nakon što je mogućnost za deformaciju iscrpljena rotacija koja prati

klizanje dovela je druge kristale u položaj (s obzirom na silu deformiranja)

da se mogu deformirati.

Pomicanje kristala i njihovih slojeva po kristalnim ravninama rezultira

pojavom linija klizanja ili Lüdersovih linija.

Deformacija polikristala 13

U polikristalu zone otežane deformacije nalaze se po svim granicama zrna i njihov je utjecaj to veći što je veća duljina granica zrna.

Čim je zrno sitnije, tim je veća duljina granica i otežano tečenje materijala.

Dislokacije se deformacijom gomilaju na granicama zrna.

Različita orijentacija ravnina klizanja u zrnima polikristala, a shodno tome različita veličina elastične deformacije koja odgovara početku plastične deformacije pojedinih zrna, dovodi pri rasterećenju do pojave zaostalih naprezanja.

Hladna plastična deformacija 14

Deformacija se naziva hladnom u slučaju ako se postupak deformiranja obavlja na temperaturi koja je niža od 0,3Tt.

Ovakav se postupak obavlja redovito u cilju povećanja čvrstoće metala, poboljšanja kvalitete površine i dimenzijske točnosti izratka.

Najvažnija promjena koja se događa kao posljedica trajne hladne plastične deformacije je pojava očvršćenja materijala.

https://www.youtube.com/watch?v=BV1cxwxnhPs

Hladna plastična deformacija 15

Hladna plastična deformacija 16

Teorija dislokacija

• U realnim materijalima dislokacije se ne mogu gibati

slobodno jer nailaze na prepreke – utisnuti atomi,

granice zrna, sekundarne faze, druge dislokacije itd.

• Napredovanjem deformacije stvaraju se nove

dislokacije na kliznim ravninama, dolazi de međusobne

interakcije i povećava se otpor deformaciji. Klizanje se

počinje odvijati u manje povoljno nagnutim kliznim

ravninama – smanjena komponenta smične sile…

• Posljedica je efekt očvršćenja.

Hladna plastična deformacija 17

Promjene uslijed zagrijavanja 18

Nakon prestanka djelovanja vanjskih sila trebale bi

nestati sve elastične deformacije. To se ne događa!

Zrno unutar materijala može ostati elastično

deformirano jer ga okolna zrna sprečavaju da se

vrati u početno stanje.

Pojava unutarnjih naprezanja!

Zagrijavanjem se povećava pokretljivost atoma. Na

temperaturi od 0,2 – 0,3 Tt dolazi do oporavka

materijala.

Rekristalizacija 19

Temperatura pri kojoj započinje pojačano gibanje

atoma te se oni mogu ponovno razmjestiti u

nedistordiranu rešetku. Temperatura iznosi od 0,4

za čiste metale do 0,45-0,55 Tt za slitine.

Poligonizacija

Primarna rekristalizacija

Sekundarna rekristalizacija

Rekristalizacija 20

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

Uvjeti da nastupi rekristalizacija

Ranija deformacija

Temperatura

Vrijeme

Promjene uslijed zagrijavanja 21

22

https://www.youtube.com/watch?v=UW6HZKWJwjI

Promjene uslijed zagrijavanja 23

- Utjecaj stupnja deformacije, temperature i vremena na veličinu

zrna nakon rekristalizacije.

24