Schmidův zákon a kritické skluzové napětí Primární skluzový systém je systém s maximální hodnotou m. Sekundární skluzový systém Tento termín se používá ve dvou významech: buď je tak označován systém s druhým nejvyšším m, nebo obecně všechny skluzové systémy s výjimkou primárního. Jednoduchý skluz je případ, kdy mp primárního systému je výrazně vyšší než m sekundárního systému (udává se 8% rozdíl mezi mp a ms). Vícenásobný skluz: dva nebo i více systémů jsou současně aktivované Snadný skluz označuje případ, kdy se hodnota mp primárního systému blíží jeho maximální teoretické hodnotě 0.5 Obtížný skluz případ, kdy hodnota mp je nízká Kritické skluzové napětí je napětí nezbytné ke skluzovému pohybu dislokací. Tento parametr závisí na vlastnostech lokálních překážek, které musí dislokace při skluzovém pohybu překonávat a na mikrostruktuře materiálu. Schmidův zákon tvrdí, že aktivní skluzový systém je ten, který má nejvyšší hodnotu m. Ke skluzu dislokací dojde k okamžiku, kdy napětí t = ms dosáhne kritického skluzového napětí. 2-3 VELIKOST MAXIMÁLNÍHO SCHMIDOVA FAKTORU snadný x obtížný skluz 2-3b ROZDÍL DVOU NEJVYŠŠÍCH SCHMIDOVÝCH FAKTORŮ jednoduchý x vícenásobný skluz A : jednoduchý skluz B-G : vícenásobný skluz PRIMÁRNÍ SKLUZOVÉ SYSTÉMY - fcc Video – deformace vzorku 2-5 Trojúhelník AA’B : Trojúhelníky ABN a A’BN : Skutečná deformace : Odkud: Využijeme: et Smykové napětí t (S0, l0, f0 et F) : Zachování objemu : Smyková deformace Smykové napětí Parciální dislokace - fcc A-1 A-4 10-15 10-13 2-14 2-10 54_5 Velké množství skluzových systémů Rozštěpení šroubových dislokací Nutná tepelná aktivace pro rekombinaci jádra dislokace. Kritická teplota = teplota, při které tepelná aktivace již nestačí pro rekombinaci jádra. 2-15 Křehce – tvárný přechod 2-16b Mez kluzu 2-17a 2-17b Křehce – tvárný přechod fcc x bcc Hcp kovy – pozorované skluzové roviny prvek Be Zr Ti Mg Co Zn Cd c/a 1.58 1.59 1.59 1.625 1.633 1.85 1.89 Skluzová rovina bazální prizmat. bazální prizmat. pyram. bazální pyramid. bazální bazální bazální Důležitý je nejen poměr c/a, ale hlavně rovina rozštěpení: bazální nebo pyramidální. VAZBY MEZI SVĚTEM MIKRO MAKRO Plastická deformace x pohyb dislokací …. OROWANOVA ROVNICE Napětí x pohyb dislokací … velmi složitý problém R P0.2 1 2 3 2-14 7-15 7-17 Al – 4%Cu prec4 prec4b Guinier – Prestonovy zóny •precipitační zpevnění •nejvyšší pevnost: obtékání a přesekávání precipitátů stejně náročné •difúze = stárnutí i za RT •ohřev – ztráta pevnosti •problém - koroze D:\vyuka\dvojce.jpg Hcp kovy – asymetrie tah/tlak u texturovaných materiálů Mg slitina AZ 80 extrudovaná Shiozawa, 2010 D:\vyuka\lamely HR.jpg D:\vyuka\lamely HR02 male02.jpg D:\vyuka\lamely HR02 male02.jpg KONSTITUTIVNÍ MODELOVÁNÍ systém empirických zákonů, které spojují makroskopické chování a mikrostrukturu Orowanův zákon rychlost: Taylorův vztah multiplikace ztráta dislokací na povrchu imobilizace tvorbou dipólů anihilace volné parametry: v0, m, DG, a, Kmulti, Kdip, Kan hustota: 5-1x SUPERPLASTICITA - pro T > 0.5 Tm - pro malá d Nízkorychlostní superplasticita : pokluz po hranicích zrn doprovázený difúzí a/nebo dislokačním skluzem/šplhem Vysokorychlostní superplasticita : natavení hranic zrn creepcurve CREEP (TEČENÍ) n ~ 3 ... “class I alloys” tuhé roztoky n ~ 4-5 ... “class II alloys” čisté kovy ncreep n ~ 3 ... “class I alloys” tuhé roztoky n ~ 4-5 ... “class II alloys” čisté kovy masinacreep CREEPOVÉ STROJE - konstantní síla - konstantní skutečné napětí DIFÚZE 1. Fickův zákon 2. Fickův zákon fluage5 fluage5b Cobleův creep: difúze po hranicích ÚNAVA fatigue1b poškození materiálu opakovanou deformací fatigue2 Technological Physical FATIGUE DAMAGE ACCUMULATION INITIAL CYCLIC HARDENING / SOFTENING: a consequence of microstructural evolution zebrik2 cells ferrit2 ferrit1 MICROSTRUCTURE EVOLUTION: well defined 3D arrangements of dislocations EXTRUSIONS / INTRUSIONS / SHORT CRACKS OBR3B 2 LONG CRACKS (or macrocraks)