lom pri teČenÍ

LOM PRI TEČENÍ

Bc. Ján Ištván (istvan.jan@centrum.sk)

Bc. Martin Dudinský (matodu@centrum.sk )

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE

Strojnícka fakulta

Katedra aplikovanej mechaniky

Tečenie – creep [1]

• jav pomalej, časovo závislej plastickej deformácie

pri pôsobení napätia a teploty

• prebieha pri napätiach nižších ako medza sklzu

• tečenie je u kovových materiálov významné

pri homologických teplotách 0,3 až 0,5

𝜀𝑝𝑙 = 𝑓ሺ𝜎,𝑇,𝑡ሻ

Krivka tečenia - creepová krivka [1]

Obr.1 Krivka tečenia pre konšt. napätie a teplotu [2]

Medza tečenia RT jeje napätie, ktoré pri napätie, ktoré pri danej teplote vyvolá za určitú vopred danej teplote vyvolá za určitú vopred stanovenú dobu deformáciu určitej stanovenú dobu deformáciu určitej veľkosti.veľkosti.

Medza pevnosti pri tečení RmT (RTP) jeje napätie, ktoré pri danej teplote zpôsobí napätie, ktoré pri danej teplote zpôsobí po určitej vopred stanovenej dobe lom.po určitej vopred stanovenej dobe lom.

Relaxácia - zbytkové napätie RRZ jeje napätie, ktoré pôsobí po danom čase a napätie, ktoré pôsobí po danom čase a pri danej teplote skúšky (určuje sa pri pri danej teplote skúšky (určuje sa pri skúške pri konštantnej deformácii skúške pri konštantnej deformácii ).).

Charakteristiky creepového chovania[1]

Obr. 2 Charakteristiky creepového chovania

Vplyv teploty a napätia na krivku tečenia [3]

Obr. 3 Vplyv teploty a napätia na tvar krivky tečenia

Mechanizmy deformácie pri tečení [2]

Obr.4 Mapa deformačných mechanizmov

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.