Plastická deformace a pevnost Anelasticita – vnitřní útlum Tahová zkouška (kovy, plasty, keramiky, kompozity) Fyzikální podstata pevnosti - dislokace (monokrystal – polykrystal) - mez kluzu nízkouhlíkových ocelí – H. P. vztah - vliv teploty a rychlosti zatěžování na mez kluzu Skutečný tahový diagram Tvrdost a tahový diagram 13:33

Zkouška tahem Re Rm A 13:33

Diagram skutečné napětí – skutečná deformace Zkouška tahem Diagram skutečné napětí – skutečná deformace 13:33

Ideální pevnost 13:33

Co ji „kazí“ ? Ideální pevnost Bodové poruchy – vakance, divakance, cizí atomy Čárové poruchy – dislokace – šroubové, hranové smíšené Plošné poruchy – vrstevné chyby, hranice zrn a jejich vzájemná interakce 13:33

kovy – inherentní křehkost – tvárnost na typu krystalické mřížky kovalentní keramika (r.t.) – nejsou pohyblivé dislokace – materiál je křehký sklo – nejsou pohyblivé dislokace – materiál je křehký kovalentní plasty iontová keramika monokrystaly plasticky deformovatelné (např. NaCl) polykrystal křehká (malý počet kluzových rovin) 13:33

Schmidtův zákon: - skluz nastane, když: Tahový diagram monokrystalu (kovu) Schmidtův zákon: - skluz nastane, když: 13:33

Tahový diagram monokrystalu (kovu) pohyblivé dislokace Směr kluzu je totožný se směrem nejhustěji obsazeným atomy Skluzová rovina je totožná s nejhustěji obsazenou rovinou Skluz probíhá v té skluzové rovině, kde působí největší smykové napětí aktivní skluzové roviny 13:33

Pohyblivé dislokace 13:33

Pohyblivé dislokace 13:33

Experimentální důkazy existence dislokací Pohyblivé dislokace Experimentální důkazy existence dislokací 13:33

Pohyblivé dislokace 13:33

Pohyblivé dislokace Frankův - Readův zdroj 13:33

ukotvené dislokace – dislokace lesa 13:33

© Tomáš Kruml 13:33

Tahový diagram monokrystalu (kovu) 13:33

fcc kovy – Al, Cu, -Fe, Ag, Au, Pt Tahový diagram monokrystalu (kovů) fcc kovy – Al, Cu, -Fe, Ag, Au, Pt 4 roviny 111 3 směry <110> 12 skluzových systémů 13:33

Tahový diagram monokrystalu (kovu) hcp kovy – Mg, Zn, Cd, Be, Ti Základna 0001…….1x Směr <1120>…….3x 3 skluzové systémy 13:33

Tahový diagram monokrystalu (kovu) bcc - Fe, Mo, W Směr <111>….. 3 Roviny 110…… 4 211…… 4 321…… 8 13:33

Dvojčatění Roviny dvojčatění Krystalografické roviny Dvojče - twin 13:33

Dvojčatění 13:33

Tahový diagram monokrystalu (kovu) I. oblast snadného kluzu, II. oblast lineárního zpevnění, III. oblast odpevnění 13:33

Co je typické pro jednotlivé mřížky Tahový diagram monokrystalu (kovu) Co je typické pro jednotlivé mřížky fcc: τkrit = (0,3-0,8)MPa; I stádium 30%; II a III závisí na teplotě hcp: τkrit = (0,3-0,8)MPa; I stádium 200%; II a III závisí na teplotě bcc: τkrit =(30-80)MPa a závisí na teplotě; I stádium velmi malé 13:33

Tahový diagram polykrystalu Ekvivalentní plastická deformace Hydrostatická napětí 13:33

Tahový diagram polykrystalu pohyblivé dislokace aspoň 5 nezávislých skluzových systémů fcc mřížka (malé krit + 12 nezávislých skluzových rovin) – tvárný materiál hcp mřížka (malé krit + někdy jen 3 nezávislé skluzové roviny) – zpravidla křehký bcc mřížka (velké krit + mnoho nezávislých skluzových rovin) – pevný a tvárný 13:33

Tahový diagram polykrystalu 13:33

Hall - Petchova rovnice © Tomáš Kruml 13:33

Hall - Petchova rovnice max - smykové napětí působící ve skluzové rovině vyvolané vnějším napětím i - napětí působící proti pohybu dislokací D - napětí nutné ke vzniku (uvolnění dislokací) koncentrace napětí v bodě B 13:33

Hall - Petchova rovnice podmínka plastické deformace na hranici 13:33

Ovládání deformačního chování a pevnostních vlastností Hall - Petchova rovnice vliv velikosti zrna napětí působící proti pohybu dislokací Ovládání deformačního chování a pevnostních vlastností  13:33

 - odpor vyvolaný přítomností jiných dislokací Zpevnění i = 0 +  + t.r. +p.r. 0 - P-N napětí  - odpor vyvolaný přítomností jiných dislokací t.r. - zpevnění tuhým roztokem p.r. - precipitační zpevnění 13:33

Výrazná mez kluzu s Lüdersovou deformací Nevýrazná mez kluzu Vliv zpevnění (i ) Vliv intersticiálních příměsí Vliv teploty Vliv rychlosti zatěžování 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace 13:33

Diagram skutečné napětí – skutečná deformace Zkouška tahem Diagram skutečné napětí – skutečná deformace ? 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace Holomonův vztah k  - koeficient deformačního zpevnění n - exponent deformačního zpevnění Rambergův - Osgoodův vztah 13:33

? 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace krček – trojosá napjatost ! popis lokalizované deformace přepočet nominálního napětí na hodnotu ekvivalentního napětí: B = 0,83-0,1786.log korekce na přítomnost krčku podle Bridgmana 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace korekce na přítomnost krčku podle Mirone 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace Výpočty MKP – zadání křivky: bilineární po částech lineární E, n (N) křivka Brigman, Mirone Hollomonův, Ramberg-Osgood Hook 13:33

Skutečné napětí – skutečná deformace Výpočty MKP – zadání křivky: bilineární po částech lineární E, n (N) křivka 13:33

Tahový diagram z indentace 13:33

Tahový diagram z indentace 13:33

Tahový diagram z indentace 13:33

Tahový diagram z indentace 551,5 345,7 419,4 27,8 13:33