Teorija Plasticne Deformacije

TEORIJA PLASTINE DEFORMACIJE

Mr ivko Jokovi, prof

KRISTALNA GRAA METALNIH MATERIJALA

KRISTALNA GRAA SE DEFINIE KAO RASPORED ATOMA U PROSTORU KOJI JE:

POTPUNO ODREEN,

GEOMETRIJSKI PRAVILAN I

PERIODIAN

TEHNIKI ZNAAJNI METALI I NJIHOVE LEGURE OBRAZUJU TRI TIPA KRISTALNE REETKE, SL. 2.1:

PROSTORNO CENTRIRANU KUBNU REETKU (PROST.C.K)- -Fe, W, V, Cr, Mo

POVRINSKI CENTRIRANU KUBNU REETKU (POV.C.K)- Cu, -Fe, Al, Pb, NiGUSTO SLOENU HEKSAGONALNU REETKU (G.S.H)- Mg, Ti, Zn

POLIMORFIJA JE OSOBINA NEKIH METALA I LEGURA DA, U ZAVISNOSTI OD TEMPERTURE, OBRAZUJU VIE

KRISTALNIH STRUKTURA: -Fe -Fe-Fe

SL.2.1. TIPOVI KRISTALNIH STRUKTURA: a) PROST. C.K; b) POV.C.K; c) G.S.H

. Jokovi 2


PARAMETAR REETKE JE RASTOJANJE IZMEU CENTARA DVA SUSEDNA ATOMA DU IVICA KRISTALNE REETKE

ZA VEINU METALNIH MATERIJALA PARAMETAR REETKE JE (35)10-8 cm

STRUKTURA MONOKRISTALA U SVIM NJEGOVIM DELOVIMA JE JEDINSTVENA I ISTE ORIJENTACIJE U PROSTORU.

REALNI METALI I LEGURE IMAJU POLIKRISTALNU STRUKTURU TJ. SASTOJE SE OD VEEG BROJA MONOKRISTALA (ZRNA), KOJI SU U TOKU RASTA OMETANI OD SUSEDNIH KRISTALA TAKO DA IM JE GRANINA POVRINA SLOENA.

ATOMI U VORNIM MESTIMA KRISTALNE REETKE OSCILUJU OKO SVOJIH RAVNOTENIH POLOAJA:

UESTALOST OSCILACIJA ZAVISI OD MEUATOMSKIH SILA I

AMPLITUDA OSCILACIJA ZAVISI OD TEMPERATURE.

U KRISTALNIM REETKAMA REALNIH METALNIH MATERIJALA PO PRAVILU SE JAVLJAJU I LOKALNA ODSTUPANJA OD PRAVILNOG RASPOREDA ATOMA TJ. GREKE U REETKI, KOJE MOGU BITI:

TAKASTE GREKE:

SUPSTITUCIJSKI VRSTI RASTVORI,

INTERSTICIJSKI VRSTI RASTVORI,

PRAZNINE,

INTERSTICIJALI I

FRENKELOV PAR (INTERSTICIJAL+ PRAZNINA).

LINIJSKE GREKE:

IVINE DISLOKACIJE

ZAVOJNE DISLOKACIJE I

KOMBINOVANE DISLOKACIJE.. Jokovi 3


RAVANSKE GREKE:

GREKE U REDOSLEDU KOJE SE JAVLJAJU U POV-C-K I G. S. H. KRISTALIMA.

ZAPREMINSKE GREKE (IJA SE STRUKTURA OBINO RAZLIKUJE OD STRUKTURE OSNOVE):

UKLJUCI I

SEKUNDARNE FAZE.

VRSTA I KONCENTRACIJA POJEDINIH GREAKA UTIU NA FIZIKO-HEMIJSKE OSOBINE METALA I LEGURA IODVIJANJE MNOGIH ZNAAJNIH INDUSTRIJSKIH PROCESA, KAO TO SU:

PLASTINA DEFORMACIJA,

DIFUZIJA,

ARENJE,

HOMOGENIZACIJA,

TERMIKO TALOENJE,

SINTEROVANJE,

OKSIDACIJA.

. Jokovi 4

ATOMISTIKO TUMAENJE PLASTINE DEFORMACIJE

METALI I LEGURE SU VRSTA TELA KOJA IMAJU ELASTINO-PLASTINO PONAANJE: POSLE IZVESNOG STEPENA ELASTINE DEFORMACIJE JAVLJA SE PLASTINA DEFORMACIJA, IJE SU OSNOVNE KARAKTERISTIKE:

1. DA BI DOLO DO PLASTINE DEFORMACIJE, NEOPHODNO JE DA NA TELO DELUJE SMICAJNO NAPREZANJE. ISTO HIDROSTATIKO NAPREZANJE NE MOE DA IZAZOVE PLASTINU DEFORMACIJU.

2. PROMENA ZAPREMINE PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI JE ZANEMARLJIVA I SMATRA SE DA JE KONSTANTNA

3. PARAMETRI KRISTALNE REETKE SE NE MENJAJU PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI.

U ATOMARNIM RAZMERAMA, PLASTINA DEFORMACIJA SE MOE ODVIJATI PO SLEDEIM MEHANIZMIMA:

KLIZANJE (DOMINANTAN MEHANIZAM PLASTINE DEFORMACIJE)

DVOJNIKOVANJE (PRI NISKIM TEMPERATURAMA, VELIKIM BRZINAMA DEFORMACIJE I KADA SE U METALU JAVLJA MALI BROJ SISTEMA KLIZANJA)

USPINJANJE-SPUTANJE DISLOKACIJA (KADA JE KONCENTRACIJA PRAZNINA RELATIVNO VELIKA)

KLIZANJE PO GRANICAMA ZRNA (NA POVIENIM TEMPERATURAMA)

DIFUZIONO PLASTINO POPUTANJE (NA POVIENIM TEMPERATURAMA).

. Jokovi 5

ATOMISTIKO TUMAENJE PLASTINE DEFORMACIJE

SL.2.2. MEHANIZMI PLASTINE DEFORMACIJE:

a- KLIZANJEM,

b- DVOJNIKOVA-NJEM

. Jokovi 6

DEFORMACIJA KLIZANJEM

POD UTICAJEM SMICAJNOG NAPREZANJA, , GORNJI DEO KRISTALA SE POMERA U ODNOSU NA DONJI DEO PO ODREENOJ RAVNI, KOJA SE NAZIVA RAVAN KLIZANJA, U ODREENOM PRAVCU KOJI SE NAZIVA PRAVAC KLIZANJA.

JEDNA RAVAN KLIZANJA I JEDAN PRAVAC KLIZANJA DAJU SISTEM KLIZANJA.

ATOMI SE PRI KLIZANJU POMERAJU ZA CEO BROJ PARAMETARA REETKE, TAKO DA PLASTINA DEFORMACIJA NE IZAZIVA PROMENU RASPOREDA ATOMA.

OSNOVNE ZAKONITOSTI KLIZANJA U KRISTALIMA SU:

1.PRAVAC KLIZANJA JE SKORO UVEK NAJGUE SLOENI PRAVAC;

2.RAVAN KLIZANJA JE OBINO NAJGUE SLOENA RAVAN;

. Jokovi 7

DEFORMACIJA KLIZANJEM

3. U KRISTALIMA U KOJIMA SE JAVLJA VIE EKVIVALENTNIH SISTEMA KLIZANJA, PRVO SE AKTIVIRA ONAJ SISTEM NA KOME

JE RAZLOENO SMICAJNO NAPREZANJE NAJVEE:

=(F/A)cossin= cossin= coscosZATEZNO NAPREZANJE, , PRI KOME ZAPOINJE PLASTINA DEFORMACIJA, ZAVISI OD POETNE ORIJENTACIJE KRISTALA A

RAZLOENO SMICAJNO NAPREZANJE , O, PRI KOME ZAPOINJE KLIZANJE NE ZAVISI OD ORIJENTACIJE KRISTALA.

OVO RAZLOENO SMICAJNO NAPREZANJE SE NAZIVA KRITINO RAZLOENO SMICAJNO NAREZANJE I PREDSTAVLJA GRANICU POPUTANJA KRISTALA, A PRETHODNI STAV JE POZNAT KAO SCHMIDOV ZAKON.

KADA JE = ONDA JE +=90O PA SE IZRAZ ZA KRITINO SMICAJNO NAPREZANJE MOE NAPISATI U OBLIKU:

= coscosPROIZVOD coscos NAZIVA SE SCHMIDOV FAKTOR, A NJEGOVA RECIPRONA VREDNOST ORIJENTACIONI FAKTOR m, TAKO DA VAI:

=mSL. 2.3. RAZLOENO SMICAJNO

NAPREZANJE

. Jokovi 8

DISLOKACIJE

DISLOKACIJA PREDSTAVLJA SPECIJALNU KONFIGURACIJU ATOMA, KOJI SU ELASTINO POMERENI IZ SVOJIH RAVNOTENIH POLOAJA OKO ZAMILJENE LINIJE, KOJA SE NAZIVA JEZGRO DISLOKACIJE.

DISLOKACIJE POVEAVAJU SLOBODNU ENERGIJU KRISTALA I PREMA TOME SU TERMODINAMIKI NESTABILNE I ZNATNO UTIU NA MEHANIKE OSOBINE KRISTALA.

ZAHVALJUJUI PRISUSTVU DISLOKACIJA, REALNI METALNI KRISTALI POINJU DA SE PLASTINO DEFORMIU PRI NAPREZANJU, KOJE JE 100 DO 10000 PUTA MANJE OD TEORIJSKE GRANICE POPUTANJA.

PLASTINA DEFORMACIJA SE ODVIJA KRETANJEM DISLOKACIJA:

KLIZANJEM I

USPINJANJA-SPUTANJA.

DISLOKACIJE MOGU DA BUDU:

IVINE,

ZAVOJNE I

KOMBINOVANE.

DISLOKACIJE SE OBRAZUJU:

PRI KRISTALIZACIJI METALA,

PRI TERMIKOJ OBRADI I

PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI.

. Jokovi 9

IVINE DISLOKACIJE

ZAMILJENA LINIJA KOJA PROLAZI KROZ SREDITE ELASTINO DEFORMISANOG PODRUJA (DONJA IVICA EKSTRA RAVNI) NAZIVA SE IVINA DISLOKACIJA.

DISLOKACIONA LINIJA SE PROSTIRE OD JEDNOG DO DRUGOG KRAJA KRISTALA (NE MOE SE ZAVRITI U KRISTALU)

IVINA DISLOKACIJA MOE DA BUDE:

POZITIVNA (EKSTRA RAVAN SE NALAZI IZNAD RAVNI KLIZANJA)

NEGATIVNA (EKSTRA RAVAN SE NALAZI ISPOD RAVNI KLIZANJA)

SL.2.4. IVINA DISLOKACIJA: a- SAVRENO GRAEN KRISTAL;

b- POZITIVNA IVINA DISLIKACIJA

SP- RAVAN KLIZANJA

ab- EKSTRA RAVAN

. Jokovi 10

IVINE DISLOKACIJE

SL. 2.5. KRETANJE POZITIVNE IVINE DISLOKACIJE KROZ KRISTALNU REETKU

POD DEJSTVOM SMICAJNIOG NAPREZANJA , SL.2.5, POZITIVNA IVINA DISLOKACIJA SE KREE SA DESNA U LEVO, TAKO TO SE:

NIZ ATOMA SE POMERA IZ POLOAJA c U POLOAJ c

DISLOKACIONA LINIJA SE POMERA ZA JEDNO MEUATOMSKO RASTOJANJE U LEVO,

EKSTRA RAVAN SE POMERA IZ POLOAJA x U POLOAJ y.

DISLOKACIJA SE KREE U MALIM POMACIMA DOK NE IZAE NA POVRINU KRISTALA, GDE NESTAJE, A OBRAZUJE SE KLIZNA STEPENICA.

POD DEJSTVOM ISTOG NAPREZANJA NEGATIVNA IVINA DISLOKACIJA BI SE KRETALA U SUPROTNOM SMERU

. Jokovi 11

IVINE DISLOKACIJE

SL. 2.5. KRETANJE POZITIVNE IVINE DISLOKACIJE KROZ KRISTALNU REETKU

BURGERSOVIM VEKTOROM SU DEFINISANI:

VELIINA, PRAVAC I SMER KLIZANJA DISLOKACIJE KAO I

VELIINA ELASTINE DEFORMACIJE OKO DISLOKACIONE LINIJE (AKUMULISANA ENERGIJA).

OSOBINE IVINIH DISLOKACIJA SU:

BURGERSOV VEKTOR IVINE DISLOKACIJE JE NORMALAN NA DISLOKACIONU LINIJU,

DISLOKACIONA LINIJA I BURGERSOV VEKTOR DEFINIU KLIZNU RAVAN (LEE U NJOJ),

IVINA DISLOKACIJA SE KREE U SMERU BURGERSOVOG VEKTORA,

IVINA DISLOKACIJA NE MOE DA PREE U POPRENU RAVAN MEHANIZMOM KLIZANJA VE MEHANIZMOM USPINJANJA-SPUTANJA.

. Jokovi 12

ZAVOJNE DISLOKACIJE

SL. 2.7. ZAVOJNA DISLOKACIJA

POD DEJSTVOM SMICAJNOG NAPREZANJA, , GORNJI DEO KRISTALA SE POMERA U ODNOSU NA DONJI DEO U SMERU BURGERSOVOG VEKTORA b, IJI JE INTENZITET JEDNAK RASTOJANJU BB, PRI EMU SE ATOM B NALAZI U RAVNOTENOM POLOAJU.

ATOMI n I m SU POMERENI IZ RAVNOTENOG POLOAJA ZA DUINE (b-mm) ODNOSNO (b-nn ).

KRISTALNA REETKA JE NAJVIE ELASTINO DEFORMISANA OKO ZAMILJENE LINIJE MN KOJA PREDSTAVLJA DISLOKACIONU LINIJ

OSOBINE ZAVOJNE DISLOKACIJE SU:

ZAVOJNA DISLOKACIJA NEMA EKSTRA RAVAN,

BURGERSOV VEKTOR JE PARALELAN DISLOKACIONOJ LINIJI,

ZAVOJNA DISLOKACIJA SE KREE U PRAVCU KOJI JE NORMALAN NA BURGERSOV VEKTOR,

ZAVOJNA DISLOKACIJA MOE DA PREE U POPRENU RAVAN MEHANIZMOM POPRENOG KLIZANJA.

. Jokovi 13

ZAVOJNE DISLOKACIJE

KOMBINOVANA DISLOKACIJA SE SASTOJI IZ IVINIH SEGMENATA (NORMALNI NA BURGERSOV VEKTOR) I ZAVOJNIH SEGMENATA (PARALELNI SA BURGERSOVIM VEKTOROM).

KOMBINOVANE DISLOKACIJE MOGU DA OBRAZUJU ZATVORENE LINIJE KOJE SE NAZIVAJU DISLOKACIONE PETLJE I KOJE SE TAKOE MOGU KRETATI.

SL.2. 8. KRETANJE ZAVOJNE DISLOKACIJE MEHANIZMOM KLIZANJA.

. Jokovi 14

IZVORI DISLOKACIJA I POKRETLJIVOST DISLOKACIJA

DUINA DISLOKACIONIH LINIJA JE:

U MEKO ARENOM KRISTALU JE OKO 106cm/cm3

U HLADNO DEFORMISANOM KRISTALU OKO 1012 cm/cm3.

ZAKLJUAK: GUSTINA DISLOKACIJA SE PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI POVEAVA.

U KRISTALU POSTOJE IZVORI DISLOKACIJA KOJI SE AKTIVIRAJU POD DEJSTVOM NAPREZANJA.

DISLOKACIJE SE MOGU UMNOAVATI (NASTAJATI) NA:

FRANK-READOVIM IZVORIMA,

DVOSTRUKIM POPRENIM KLIZANJEM I

NA BARDEEN-HERRINGOVIM IZVORIMA.

PRI KRETANJU KROZ REETKU DISLOKACIJE MORAJU DA SAVLADAJU UNUTRANJE TRENJE REETKE, KOJE U PRVOJ APROKSIMACIJI ZAVISI OD MEUATOMSKIH SILA I MEUATOMSKOG RASTOJANJA, TJ. MORAJU DA SAVLADAJU PEIERLS-NABAROVO NAPZEZANJE.

PEIRELS-NABAROVO NAPREZANJE JE KRITINO SMICAJNO NAPREZANJE KOJE JE POTREBNO PRIMENITI DA BI SE PRAVA DISLOKACIJA NEOMETANO OD DRUGIH DISLOKACIJA ILI PREPREKA KRETALA KROZ KRISTALNU REETKU KLIZANJEM.

G-MODUL SMICANJA;

- POISSONOV KOEFICIJENT;

a- RASTOJANJE IZMEU RAVNI KLIZANJA;

b- RASTOJA-NJE IZMEU ATOMA U PRAVCU KLIZANJA.

( )

=

baG

pn

pi

12

exp12

. Jokovi 15

POKRETLJIVOST DISLOKACIJA

PRI ODREENOM TANGENCIJALNOM NAPREZANJU I ORIJENTACIJI KRISTALA SVE DISLOKACIJE NISU POKRETNE.

POKRETNE SU SAMO ONE DISLOKACIJE KOJE:

IMAJU NAJMANJI BURGERSOV VEKTOR,

IJI JE BURGERSOV VEKTOR USMEREN U PRAVCU NAJGUEG SLAGANJA ATOMA, I

KOJE SE NALAZE U RAVNIMA SA NAJVEOM GUSTINOM ATOMA.

PREMA VELIINI BURGERSOVOG VEKTORA DISLOKACIJE MOGU DA BUDU:

POTPUNE DISLOKACIJE- JEDININE I VIESTRUKE

NEPOTPUNE DISLOKACIJE - PARCIJALNE

JEDININE- BURGERSOV VEKTOR JE JEDNAK TRANSLACIONOM VEKTORU U PRAVCU KLIZANJA

VIESTRUKE- BURGERSOV VEKTOR JE JEDNAK CELOBROJNOM UMNOKU TRANSLACIONOG VEKTORA

PARCIJALNE- BURGERSOV VEKTOR JE MANJI OD TRANSLACIONOG VEKTORA REETKE U ISTOM PRAVCU

ENERGIJA DISLOKACIJE JE PROPORCIONALNA KVADRATU BURGERSOVOG VEKTORA.

PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI DOLAZI DO:

1.DISOCIJACIJE DISLOKACIJA (VIESTRUKE DISLOKACIJE SE RAZLAU NA JEDININE, A JEDININE SE RAZLAU NA PARCIJALNE) IME SE SMANJUJE OTPOR KRETANJU DISLOKACIJA.

2.SPAJANJA DISLOKACIJA.

POKRETAKA ENERGIJA ZA REAKCIJE RAZLAGANJA ILI SPAJANJA DISLOKACIJA JE SMANJENJE UKUPNE ENERGIJE KRISTALA.

3.REAKCIJE DISLOKACIJA: SA DRUGIM DISLOKACIJAMA, SA GRANICAMA ZRNA, SA RASTVORENIM ATOMIMA I SA SEKUNDARNIM FAZAMA.

OVE REAKCIJE SMANJUJU BROJ POKRETNIH DISLOKACIJA ILI POVEAVAJU NAPREZANJE ZA NJIHOVO KRETANJE TJ. IZAZIVAJU OJAAVANJE.

. Jokovi 16

VIDEO CLIP- KRETANJE DISLOKACIJA

KRETANJE DISLOKACIJA SNIMLJENO ELEKTRONSKIM MIKROSKOPOM

. Jokovi 17

DEFORMACIONO OJAAVANJE

DEFORMACIONO OJAAVANJE SA PORASTOM DEFORMACIJE POVEAVA SE NAPREZANJE KOJE JE POTREBNO PRIMENITI DA BI SE DEFORMACIJA DALJE ODVIJALA.

BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA, TJ. INTENZITET KOJIM SE POVEAVA NAPREZANJE SA DEFORMACIJOM ZAVISI OD STEPENA DEFORMACIJE.

DEFORMACIONO OJAAVANJE KRISTALA

SL.2.9. KRIVA DEFORMACIONOGOJAAVANJA

POV.C.K KRISTALA

DEFORMACIONO OJAAVANJE KRISTALA

PRVI STADIJUM OJAAVANJA, ( STADIJUM LAKOG KLIZANJA)

ZAPOINJE NA KRAJU ELASTINOG PODRUJA U TRENUTKU KADA SE DOSTIGNE KRITINO SMICAJNO

NAPREZANJE PRI KOME ZAPOINJE KLIZANJE. KLIZANJE SE ODVIJA SAMO PO JEDNOM SISTEMU

KLIZANJA TZV. PRIMARNOM SISTEMU KLIZANJA.

ZAVISNOST NAPREZANJA OD DEFORMACIJE U OVOM

STADIJUMU JE LINEARNA, =O+k1G, BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA JE RELATIVNO

MALA I NE ZAVISI OD VRSTE METALA, (////)1=k110-4G.

. Jokovi 18


DRUGI STADIJUMU OJAAVANJA (STADIJUMU LINEARNOG OJAAVANJA)

PROMENA NAPONA JE: ====2222++++2222 a BRZINA DEF. OJAAVANJA JE: (/)(/)(/)(/)2222=k2(36)10-3G. POSLE ODREENE ROTACIJE KRISTALNE REETKE, AKTIVIRAJU SE I SEKUNDARNI SISTEMI KLIZANJA.

TREI STADIJUMU (STADIJUM PARABOLINOG OJAAVANJA)

ZAVISNOST NAPONA OD DEFORMACIJE JE PARABOLINA =3+k3mBRZINA DEF. OJAAVANJA SE SMANJUJE SA POVEANJEM SMICAJNE DEFORMACIJE, (////)3= mk3m-1. PRIMARNE I SEKUNDARNE LINIJE KLIZANJA SE PROIRUJU U TRAKE KLIZANJA A JAVLJAJU SE I POPRENE TRAKE KLIZANJA IJI SE UDEO POVEAVA SA STEPENOM DEFORMACIJE.

POPRENO KLIZANJE POSTAJE SVE INTENZIVNIJE SA POVEANJEM STEPENA DEFORMACIJE I TO JE UZROK SMANJENJA BRZINE DEFORMACIONOG OJAAVANJA NA PRELAZU IZ DRUGOG U TREI STADIJUM I U TREEM STADIJUMU.

. Jokovi 19


SVAKO ZRNO U POLIKRISTALNOM AGRETATU MORA DA MENJA SVOJ OBLIK USAGLAENO SA PROMENOM OBLIKA SUSEDNIH ZRNA (SVAKO ZRNO MORA DA BUDE SPOSOBNO DA PROIZVOLJNO MENJA SVOJ OBLIK)

USLOV ZA OVO JE: U SVAKOM ZRNU MORA DA SE AKTIVIRA VIE SISTEMA KLIZANJA.

FON MISESOV USLOV: ZA DOBIJANJE BILO KOJE PROIZVOLJNE PLASTINE DEFORMACIJE, ODNOSNO ZA DOBIJANJE BILO KOJE PROIZVOLJNE PROMENE OBLIKA ZRNA, POTREBNO JE DA SE AKTIVIRA PET NEZAVISNIH SISTEMA KLIZANJA.

TAYLOROV KRITERIJUM: OD SVIH MOGUIH KOMBINACIJA AKTIVIRAE SE ONA KOMBINACIJA OD PET

NEZAVISNIH SISTEMA KLIZANJA KOJA, DA BI PROIZVELA PROMENU OBLIKA d:

IZAZIVA NAJMANJU UKUPNU SMICAJNU DEFORMACIJU d IIZVRI NAJMANJI RAD dW:

dW=d-KRITINO SMICAJNO NAPREZANJE ZA AKTIVIRANJE KLIZANJA U AKTIVNIM SISTEMIMA;

d=1111++++2222++++3333++++4444++++5555.ANALOGNO IZRAZU: =m(KOJI VAI ZA MONOKRISTALE) ZA POLIKRISTALE SE MOE NAPISATI:

=MsrMsr- SREDNJI ORIJENTACIONI FAKTOR ZA POLIKRISTALNI AGREGAT

VEINA POLIKRISTALNIH AGREGATA DEFORMACIONO OJAAVA ANALOGNO OJAAVANJU MONOKRISTALA U TREEM STADIJUMU

KRIVA OJAAVANJA POLIKRISTALNIH AGREGATA POKAZUJE PARABOLINU ZAVISNOST STVARNOG NAPREZANJA OD STVARNE DEFORMACIJE U INTERVALU OD GRANICE POPUTANJA DO MAKSIMALNE SILE

. Jokovi 20


SL.2. 10. NOMINALNA, STVARNA I KORIGOVANA KRIVA DEFORMACIONOG OJAAVANJA POLIKRISTALA.

NOMINALNA KRIVA OJAAVANJA PREDSTAVLJA ZAVISNOST

NOMINALNOG NAPREZANJA nnnn OD NOMINALNE LINEARNE DEFORMACIJE ILI IZDUENJA E KOJI SU DEFINISANI IZRAZIMA:

n=F/Aoe=(L-Lo)/Lo=L/LoF- TRENUTNA SILA;

L- TRENUTNA DUINA;

Ao- POETNI POPRENI PRESEK;

Lo- POETNA DUINA EPRUVETE.

. Jokovi 21


(1) GRANICA ELASTINOSTI. NAJVEE NAPREZANJE POSLE KOGA NEMA MAKROSKOPSKI VIDLJIVE ZAOSTALE DEFORMACIJE.

(2) GRANICA PROPORCIONALNOSTI. NAPREZANJE PRI KOME SE PRVI PUT JAVLJA ODSTUPANJE OD HOOKEO-VOG ZAKONA.

(3) PRIVIDNA GRANICA ELASTINOSTI. NAPREZANJE PRI KOME SE MODUL ELASTINOSTI SMANJUJE NA POLOVINU POETNOG MODULA ELASTINOSTI.

(4) GRANICA POPUTANJA (GRANICA TEENJA) 0,2% 02 ili Rp02. NAPREZANJE KOJE SE DOBIJA U PRESEKU NOMINALNE KRIVE OJAAVANJA I PRAVE KOJA JE PARALELNA ELASTINOM DELU KRIVE OJAAVANJA I

NALAZI SE NA RASTOJANJU e=0,002 ODNOSNO 0,2% IZDUENJA.

(5) GRANICA POPUTANJA 0,5% 0,5 ILI Rp0,5. NAPREZANJE KOJE JE DEFINISANO PRESEKOM KRIVE OJAAVANJA I PRAVE KOJA JE PARALELNA ORDINATNOJ OSI I NALAZI SE NA RASTOJANJU e=0,005 ODNOSNO 0,5% IZDUENJA.

(6) ZATEZNA VRSTOA SM ILI Rm. NPREZANJE KOJE JE DEFINISANO ODNOSOM MAKSIMALNE SILE Fmax I

POETNOG POPRENOG PRESEKA Ao TJ. m=Fmax/Ao.

(7) HOMOGENO IZDUENJE, eh. MAKSIMALNO IZDUENJE KOJE JE PRAENO RAVNOMERNIM SMANJENJEM PRESEKA CELOG MERNOG DELA EPRUVETE.

(8) UKUPNO IZDUENJE EU. UKUPNO IZDUENJE KOJE JE JEDNAKO ZBIRU HOMOGENOG eh I NEHOMOGENOG IZDUENJA EN.

9) GORNJA GRANICA POPUTANJA SG. NAPREZANJE PRI KOME ZAPOINJE DEFORMACIJA U LOKALNOM PODRUJU. OVA VELIINA NE PREDSTAVLJA KARAKTERISTIKU MATERIJALA, JER NJENA POJAVA ZAVISI I OD USLOVA ISPITIVANJA.

. Jokovi 22


(10) DONJA GRANICA POPUTANJA SD. NAPREZANJE PRI KOME SE LOKALIZOVANA DEFORMACIJA PROIRUJE NA NEDEFORMISANI DEO EPRUVETE.

(11) LIDERSOVO IZDUENJE EL. IZDUENJE KOJE SE POSTIE U TOKU NEHOMOGENE DEFORMACIJE PRI NAPREZANJU KOJE JE JEDNAKO DONJOJ GRANICI POPUTANJA.

SL.2. 11. NOMINALNA KRIVA OJAAVANJA.

. Jokovi 23


STVARNA KRIVA OJAAVANJA PREDSTAVLJA ZAVISNOST STVARNOG NAPREZANJA ILI DEFORMACIONOG

OTPORA OD STVARNE ILI LOGARITAMSKE DEFORMACIJE , Sl.2. 10.STVARNO NAPREZANJE SE IZRAUNAVA U ODNOSU NA TRENUTNI POPRENI PRESEK A.

U INTERVALU HOMOGENE DEFORMACIJE VAI: AoLo=AL, odnosno:

(2. 9) =F/A=FL/AoLo=n(L/Lo)=n[(Lo+L)]/Lo=n(1+e)

STVARNA DEFORMACIJA , U INTERVALU U KOME VAI AoLo=AL, DATA JE IZRAZOM

U INTERVALU o DO a VEINA POLIKRISTALA POKAZUJE PARABOLINU ZAVISNOST IZMEU STVARNOG NAPREZANJA (DEFORMACIONOG OTPORA) I STVARNE DEFORMACIJE:

(2. 11) =kn

k- KOEFICIJENT VRSTOE KOJI SE NAJEE IZRAUNAVA PRI =1;

n- INDEKS DEFORMACIONOG OJAAVANJA KOJI SE ODREUJE GRAFIKI SA DIJAGRAMA log-log.LOGARITMOVANJEM (2. 11) DOBIJA SE JEDNAINA PRAVE LINIJE log=logk+nlog U KOJOJ JE n KOEFICIJENT PRAVCA, n=d(log)/d(log).HOLLOMANOVA JEDNAINA (2. 11) IMA ODSTUPANJA PRI MANJIM DEFORMACIJAMA (510%), PA SE KORISTE I DRUGI IZRAZI:

=+=+

===+

+

+

=

AA

eL

LLLL

LdL

LLL

LLL

LLL o

o

o

o

L

Lo

o

o

ln)1ln(lnln2

23

1

121

. Jokovi 24


(2. 12) =K=o+Cn Ludwickova jednaina

(2. 13) =K=C(-o)n Swiftova jednaina

(2. 14) =K=B-(B-A)exp(-n) Voceova jednainaA, B i C- KONSTANTE;

o- GRANICA POPUTANJA;

o- POETNA STVARNA DEFORMACIJA.

NAPREZANJE U TAKI a ODGOVARA MOMENTU U KOME POINJE LOKALNO SUAVANJE MERNOG DELA EPRUVETE I PRELAZAK SA JEDNOOSNOG NAPREGNUTOG STANJA NA TROOSNO NAPREGNUTO STANJE.

ODGOVARAJUE NOMINALNO NAPREZANJE SE DEFINIE KAO ZATEZNA VRSTOA, ODGOVARAJUA SILA JE MAKSIMALNA SILA A PRATEE IZDUENJE JE HOMOGENO IZDUENJE.

. Jokovi 25

PRIMENA DEFORMACIONOG OJAAVANJA

SL.2. 13 PROMENE MEHANIKIH OSOBINA CuZn40 U ZAVISNOSTI OD STEPENA HLADNE DEFORMACIJE.

HB- TVRDOA;

Rm- ZATEZNA VRSTOA;

Rp0,2- GRANICA RAZVLAENJA;

- IZDUENJE.

. Jokovi 26

BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA

BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA POKAZUJE INTENZITET KOJIM SE OTPOR DALJOJ DEFORMACIJI POVEAVA SE POVEANJEM STEPENA DEFORMACIJE.

U PODRUJU HOMOGENE DEFORMACIJE, GDE VAI IZRAZ (2. 11) JE:

(2. 15) d/d=knn-1=n(////)BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA ESTO SE ODREUJE PRI =1:

(2. 16) d/d=kn=n

. Jokovi 27

PLASTINA NESTABILNOST

POETAK NEHOMOGENE ILI NESTABILNE PLASTINE DEFORMACIJE (POJAVA PLASTINE NESTABILNOSTI) SE

JAVLJA KADA SILA DOSTIGNE MAKSIMALNU VREDNOST Fmax, ODNOSNO KADA JE dF=0. POTO JE F=A, TO JE:

(2. 17) dF=dA+Ad=0 d/=-dA/A

ODAVDE SLEDI ZAKLJUAK: PLASTINA NESTABILNOST NASTAJE KADA DEFORMACIONO OJAAVANJE, d////,POSTANE JEDNAKO GEOMETRIJSKOM SLABLJENJU, dA/A.

PLASTINA DEFORMACIJA SE ODVIJA BEZ PROMENE ZAPREMINE, TJ. V=AL=CONST:

(2. 18) dV=0=AdL+LdAdL/L=-dA/A

IZ (2. 17) I (2. 18) JE: d////=dL/L=d, ODNOSNO:(2. 19) d/d=

. Jokovi 28

PLASTINA NESTABILNOST

SL.2. 12. KRIVE a: ZAVISNOST STVARNOG NAPREZANJA OD STVARNE DEFORMAZIJE,;

KRIVE b : ZAVISNOST BRZINE DEFORMACIONOG OJAAVANJA OD STVARNE DEFORMACIJE,

TAKA PRESEKA DEFINIE STVARNO

NAPREZANJE m I STVARNO HOMOGENO IZDUENJE h PRI KOME SE JAVLJA PLASTINA NESTABILNOST. SA POVEANJEM BRZINE DEFORMACIONOG OJAAVANJA, POVEAVA SE STVARNO NAPREZANJE I STVARNO HOMOGENO IZDUENJE PRI KOME SE JAVLJA PLASTINA NESTABILNOST, ODNOSNO KRIVA (b) SE POMERA IZ POLOAJA 1 U POLOAJ 2, A KRIVA (a) SE POMERA IZ POLOAJA 1 U PLOAJ 2.

. Jokovi 29

INDEKS DEFORMACIONOG OJAAVANJA

NA OSNOVU IZRAZA (2. 11) ZA PODRUJE HOMOGENE DEFORMACIJE JE:

d/d=knhn-1 a

UZIMAJUI U OBZIR I USLOV ZA POJAVU PLASTINE NESTABILNOSTI, IZRAZ (2. 19), MOE SE NAPISATI DA U TRENUTKU POJAVE PLASTINE NESTABILNOSTI VAI IZRAZ:

(2. 20) knhn-1=kh

n h=nZAKLJUAK: PLASTINA NESTABILNOST SE JAVLJA KADA STVARNO HOMOGENO IZDUENJE POSTANE JEDNAKO INDEKSU DEFORMACIONOG OJAAVANJA.

NA OSNOVU LUDWICKOVE JEDNAINE, (2. 12), DOBIJAJU SE VREDNOSTI ZA n KOJE SE U VEEM STEPENU PODUDARAJU SA EKSPERIMENTALNIM REZULTATIMA:

(2. 21) n=h[m/(mo)], ODNOSNO, h=n[(mo)/m]

. Jokovi 30

BRZINA DEFORMACIJE

BRZINA DEFORMACIJE SE DEFINIE KAO PROMENA DEFORMACIJE U JEDINICI VREMENA

BRZINA DEFORMACIJE SE IZRAAVA U SEC-1

BRZINU DEFORMACIJE TREBA RAZLIKOVATI:

OD BRZINE RELATIVNOG PREMETANJA MATERIJALNIH ESTICA MATERIJALA I

OD BRZINE KRETANJA ALATA.

MOE SE DEFINISATI:

NOMINALNA, n, I

STVARNA BRZINA DEFORMACIJE, s,

(2. 22) n=de/dt=d[(L-Lo)/Lo]/dt=d[(L/Lo)-1]/dt=d(L/Lo)/dt=(dL/dt)/Lo=v/Lo(2. 23) s=d/dt=d(lnL-lnLo)/dt=d(lnL)/dt=(dL/L)/dt=(dL/dt)/L=v/L

(2. 24) s=v/L=(Lo/L)(de/dt)=[Lo/(Lo+L)]n=n/(1+e)BRZINA KRETANJA ALATA, V, SE ESTO NAZIVA BRZINA DEFORMISANJA.

(BRZINE KRETANJA ALATA KOD POJEDINIH VRSTA MAINA SU:

HIDRAULINE PRESE 30500 mm/sec;

KRIVAJNE PRESE 400600 mm/sec;

KOVAKI EKII: 25003500 mm/sec DOK JE POETNA BRZINA 50007000 mm/sec).BRZINE DEFORMACIJE SE KREU U IROKIM GRANICAMA:

OD 10-5 SEC-1 KOD POSTUPAKA SA SUPERPLASTI-NOM DEFORMACIJOM,

DO 104 SEC-1 KOD VUENJA ICE I DEFORMACIJE EKSPLOZIJOM.

. Jokovi 31

BRZINA DEFORMACIJE

UTICAJ STVARNE BRZINE DEFORMACIJE, S NA STVARNO NAPREZANJE, PRI KONSTANTNOJ TEMPERATURI T I KONSTANTNOM STEPENU DEFORMACIJE , DATA JE EMPIRIJSKIM IZRAZOM:

(2. 25) =Csm, PRI =const. i T=const.

C- KONSTANTA PROPORCIONALNOSTI;

m- KOEFICIJENT OSETLJIVOSTI NA BRZINU DEFORMACIJE.NA OSNOVU (2.11) I (2.25) MOE SE NAPISATI OPTA JEDNAINA DEFORMACIONOG I BRZINSKOG OJAAVANJA:

=Csmkn=Ks

mn

PROST-C-K METALI POKAZUJU IZRAENU ZAVISNOST NAPREZANJA OD BRZINE DEFORMACIJE.

POETNE VREDNOSTI BRZINE DEFORMACIJE SU:

HIDRAULINE PRESE 0,0110 sec-1;

KRIVAJNE PRESE 425 sec-1;

KOVAKI EKII 40160 sec-1.

. Jokovi 32

SUPERPLASTINOST

KOEFICIJENT OSETLJIVOSTI NA BRZINU, m, U OPTEM SLUAJU IMA RELATIVNO MALE VREDNOSTI, TAKO DA JE DOPRINOS BRZINSKOG OJAAVANJA UKUPNOM OJAAVANJU ZANEMARLJIV.

SUPERPLASTINOST JE OSOBINA NEKIH METALA I LEGURA DA SE DEFORMIU VELIKIM STEPENIMA DEFORMACIJE (IZDUENJE 10002000%) A DA NE DOE DO LOKALIZCIJE DEFORMACIJE (STVARANJA VRATA) KOJA PRETHODI PREKIDU (LOMU).

Meutim, kada je m=1, tada je otpor deformaciji tj. stvarno naprezanje, prema izrazu (2. 25), direktno z

KOD SUPERPLASTINIH LEGURA PRIMARAN UTICAJ NA UKUPNO OJAAVANJE IMA VELIKO BRZINSKO

OJAAVANJE (m=1), KOJE SPREAVA LOKALIZACIJU DEFORMACIJE I OMOGUAVA NJENO PRENOENJE NA SUSEDNA NEDEFORMISANA PODRUJA, DOK JE BRZINA DEFORMACIONOG OJAAVANJA ZANEMARLJIVA.

DA BI SUPERPLASTINOST DOLA DO IZRAAJA, POTREBNO JE DA BUDU ISPUNJENI SLEDEI USLOVI:

APSOLUTNA TEMPERATURA DEFORMACIJE TREBA DA JE: T0,5Tt, GDE JE Tt- TEMPERATURA TOPLJENJA ILI INTERVAL TOPLJENJA KOD LEGURA;

BRZINA DEFORMACIJE TREBA DA JE RELATIVNO MALA: s=10-510-1 sec-1, ALI JE NAJEE s0,3 TJ. m=0,40,8.

STRUKTURA TREBA DA JE SITNOZRNA I UJEDNAENA, PRENIK ZRNA 15 mm,.

(KOD POV-C-K METALA m0.

KOD PROST-C-K METALA m0,005 I POVEAVA SE SA TEMPERATUROM TAKO DA JE NA T>0,5Tt m=0,10,2).

. Jokovi 33

NAPONI I NAPONSKA STANJA

SL.2. 14. EMATSKI PRIKAZ NAPONA NA ELEMENTARNOJ POVRINI A.

PLASTINA DEFORMACIJA METALA SE ODVIJA POD DEJSTVOM SILA KOJE SE NA OBRADAK DOVODE PREKO ALATA I POD DEJSTVOM SILA TRENJA.

OVE SILE U OBRATKU IZAZIVAJU SILE REAKCIJE, A OVE IZAZIVAJU UNUTRANJE NAPONE ILI NAPREZANJA.

OPTI (REZULTUJUI) NAPON U TAKI M, DEFINIE SE IZRAZOM:

(2. 26) S=lim(F/A)=dF/dA, A0NAPON S SE MOE RAZLOITI NA:

NORMALNI NAPON , KOJI DELUJE NORMALNO NA RAVAN A I

TANGENCIJALNI (SMIUI) NAPON , KOJI LEI U RAVNI A:

(2. 27) S2=2+2

. Jokovi 34


NORMALNI NAPON MOE DA BUDE:

ZATEZNI (POZITIVAN) AKO JE USMEREN OD POVRINE NA KOJU DELUJE I

PRITISNI (NEGATIVAN) AKO JE USMEREN KA POVRINI NA KOJU DELUJE.

TANGENCIJALNI NAPON, , SE DALJE MOE RAZLOITI NA KOMPONENTE PARALELNE OSAMA KOORDINANTNOG SISTEMA, KOJI JE POSTAVLJEN U RAVNI A.

NAPON JE VEKTORSKA VELIINA, UVEK VEZAN ZA POVRINU ODREENE ORIJENTACIJE I DEFINISAN JE:

INTENZITETOM (VELIINOM),

PRAVCEM DEJSTVA I

SMEROM DEJSTVA.

NAPONSKO STANJE PREDSTAVLJA SVEUKUPNOST NAPONA KOJI DELUJU U DATOJ TAKI.

NAPONSKO STANJE NIJE NI SKALARNA NI VEKTORSKA VE TENZORSKA VELIINA.

NAPONSKO STANJE JE DEFINISANO NAPONIMA KOJI DELUJU NA TRI UZAJAMNO NORMALNE RAVNI, KOJE PROLAZE KROZ POSMATRANU TAKU.

. Jokovi 35


USLOVI STATIKE RAVNOTEE ELEMENTARNOG PARALELOPIPEDA:

NAPREZANJA NA PREOSTALE TRI STRANE TREBA DA SU ISTOG INTENZITETA A SUPROTNOG ZNAKA OD PRIKAZANIH

PRIKAZANA NAPREZANJA NE SMEJU DA IZAZOVU NJEGOVU ROTACIJU, ODNOSNO,

(ZBIR MOMENATA KOJI DELUJU NA STRANE PARALELOPIPEDA U ODNOSU NA BILO KOJU OSU MORA DA BUDE JEDNAK NULI).

IZ OVOG USLOVA PROIZILAZE JEDNAKOSTI: xy=yx; yz=zy; zx=xz.

SL.2. 15. DEVET KOMPONENTI NAPREZANJA KOJE DELUJU NA STRANICE ELEMENTARNOG

PARALELOPIPEDA IJE SU STRANICE dx, dy i dz.

. Jokovi 36


PREMA TOME, BROJ NEZAVISNIH NAPREZANJA KOJA U POTPUNOSTI DEFINIU NAPREGNUTO STANJE U BILO KOJOJ TAKI NEKOG TELA PROIZVOLJNOG OBLIKA I NA IJU POVRINU DELUJE BILO KOJI SISTEM SILA, SVODI SE NA EST I TO:

TRI NORMALNA x, y, , , , z I

TRI TANGENCIJALNA xy, xz, yz.

USVOJENO JEDA SE NAPONI OBELEAVAJU SA DVA INDEKSA.

PRVI INDEKS OZNAAVA RAVAN NA KOJU DELIJE A DRUGI OZNAAVA PRAVAC U KOME NAPON DELUJE.

NA PRIMER, zx OZNAAVA SMICAJNO NAPREZANJE KOJE DELUJE NA POVRINU KOJA JE NORMALNA NA Z OSU I U PRAVCU KOJI JE PARALELAN X OSI.

PREMA OVOJ KONVENCIJI NORMALNE NAPONE BI TREBALO OBELEAVATI SA xx, yy i zz A POTO POVRINA I PRAVAC IMAJU ISTE OZNAKE JEDAN INDEKS SE IZOSTAVLJA.

=

zzyzx

yzyyx

xzxyx

T

2.28OPTI IZRAZ ZA TENZOR NAPONA

. Jokovi 37


KOORDINANTNI SISTEM SE UVEK MOE TAKO ORIJENTISATI DA U NJEGOVIM RAVNIMA DELUJU SAMONORMALNI NAPONI KOJI SE NAZIVAJU GLAVNI NORMALNI NAPONI:

GLAVNI NORMALNI NAPONI:

OBELEAVAJU SE SA 1111, , , , 2222 i 3333DELUJU U GLAVNIM RAVNIMA- U KOJIMA SU TANGENCIJALNI NAPONI JEDNAKI NULI

DELUJU U GLAVNIM PRAVCIMA KOJI SE OBELEAVAJU SA: 1, 2 I 3

USVOJENO JE DA SE NAJVEE GLAVNO NORMALNO NAPREZANJE OBELEVA SA 1111 A NAJMANJE SA 3333, TAKO DA VAI IZRAZA: 111122223333....

TENZOR NAPONA SA GLAVNIM NORMALNIM NAPONIMA

=

3

2

1

000000

T(6.29)

. Jokovi 38


GLAVNI SMICAJNII NAPONI SU ONI SMICAJNI NAPONI KOJI U OKOLINI ANALIZIRANE TAKE IMAJU MAKSIMALNE VREDNOSTI.

(SMICAJNI NAPONI, KOJI SU JEDNAKI POLUPRENICIMA MOHROVIH KRUGOVA, NAZIVAJU SE GLAVNIM SMICAJNIM NAPONIMA).

RAVNI U KOJIMA DELUJU GLAVNI SMICAJNI NAPONI SA DVE GLAVNE OSE ZAKLAPAJU UGAO OD 45O A SA TREOM OSOM SU PARALELNE, SL.2. 16.

INDEKSI U OZNAKAMA GLAVNIH SMICAJNIH NAPONA ODNOSE SE NA OSE, SA KOJIMA RAVAN U KOJOJ DELUJE GLAVNI SMICAJNI NAPON, ZAKLAPA UGLOVE OD 45O.

ODNOSI IZMEU GLAVNIH SMICAJNIH I GLAVNIH NORMALNIH NAPONA SU:

(2. 30) 12=0,5(1-2)

(2. 31) 23=0,5(2-3)

(2. 32) 13=tmax=0,5(1-3)

SL.2. 16. GLAVNI SMICAJNI NAPONI.

. Jokovi 39

NAPONSKA STANJA

SL.2. 17. ME NAPREGNUTIH STANJA.

. Jokovi 40

MOHROV KRUG

NAPREGNUTO STANJE U TAKI SE DEFINIE SA DEVET KOMPONENTI NAPONA (EST NEZAVISNIH) U ODNOSU NA IZABRANI KOORDINANTNI SISTEM. KADA SE PROMENI ORIJENTACIJA KOORDINANTNOG SISTEMA, KOMPONENTE NAPONA SE TAKOE MENJAJU BEZ, OBZIRA TO NAPREGNUTO STANJE FIZIKI OSTAJE NEPROMENJENO. PREMA TOME, ZA DEFINISANJE JEDNOG ISTOG NAPONSKOG STANJA, POSTOJI BESKRAJNO VELIKI BROJ KOMBINACIJA KOMPONENTI NAPONA. POSTUPAK ODREIVANJA NOVIH KOMPONENTI NAPONA POZNAT JE KAO POSTUPAK TRANSFORMACIJA NAPONA. MOHROV KRUG OMOGUUJE DA SE NA JEDNOSTAVAN NAIN ODREDE GEOMETRIJSKI ODNOSI IZMEU NAPONA, A NJEGOV OSNOVNI FIZIKI SMISAO JE DA ON DAJE GEOMETRIJSKA REENJA JEDNAINA TRANSFORMACIJE NAPONA.

. Jokovi 41

MOHROV KRUG

SL.2.18. MOHROVI KRUGOVI

a- JEDNOOSNO ZATEZANJE;

b- JEDNOOSNI PRITISAK

c- DVOOSNO ZATEZANJE

d- TROOSNO ZATEZANJE

e- JEDNOOSNO ZATEZANJE I DVOOSNI PRITISAK

f- JEDNOOSNO ZATEZANJE I JEDNOOSNI PRITISAK ISTOG INTENZITETA- ISTO SMICANJE

g- DVOOSNO ZATEZANJE I JEDNOOSNI PRITISAK

. Jokovi 42

HIDROSTATIKO NAPREZANJEHIDROSTATIKO NAPREZANJE -NAPREGNUTO STANJE KOD KOGA SU SVA TRI GLAVNA NORMALNA NAPONA MEUSOBNO JEDNAKA.

U ZAVISNOSTI OD ZNAKA HIDROSTATIKO NAPREZANJE MOE DA BUDE:

HIDROSTATIKI PRITISAK ILI

HIDROSTATIKO ZATEZANJE.

KOD HIDROSTATIKOG NAPREZANJA SU SVI SMICAJNI NAPONI JEDNAKI NULI, TAKO DA NE MOE DOI DO POJAVE PLASTINE DEFORMACIJE.

HIDROSTATIKO NAPREZANJE SE KARAKTERIE SFERNIM TENZOROM TS, JEDNAINA (2. 33):

(2.33)

OVDE JE: sr=(1+2+3)/3

SFERNI TENZOR

=

sr

sr

sr

ST

000000

. Jokovi 43

TENZOR BILO KOG NAPREGNUTOG STANJA T MOE SE RAZLOITI NA SFERNI TENZOR TS I DEVIJATOR NAPONA D: T=TS+D, ODNOSNO:

U SLUAJU GLAVNIH NAPONA DEVIJATOR NAPONA JE DAT IZRAZOM:

DEVIJATOR NAPONA POKAZUJE KOLIKO JE ODSTUPANJE NEKOG NAPONSKOG STANJA OD SFERNOG.

KOMPONENTE DEVIJATORA NAPONA d1, d2 I d3 IZAZIVAJU PLASTINU DEFORMACIJU

+

=

zsrzyzx

yzsryyx

xzxysrx

sr

sr

sr

zzyzx

yzyyx

xzxyx

000000

SFERNI TENZOR DEVIJATOR NAPONA

=

=

3

2

1

3

2

1

000000

000000

dd

dD

sr

sr

sr

. Jokovi 44

EKVIVALENTNI NAPON

EKVIVALENTNI (EFEKTIVNI, UOPTENI ILI UPOREDNI) NAPON PREDSTAVLJA POZITIVNU SKALARNU VELIINU INTENZITETA OSTVARENOG NAPREZANJA U NEKOJ TAKI NAPREGNUTOG TELA.

SMIUI EKVIVALENTNI NAPON:

(2. 36) e=(1/6)0,5[(x-y)

2+(y-z)2+(z-x)

2+6(xy2+yz

2+zx2)]0,5, ODNOSNO

(2. 37) e=(1/6)0,5[(1-2)

2+(2-3)2+(3-1)

2]NORMALNI EKVIVALENTNI NAPON:

(2. 38) e=0,50,5[(x-y)

2+(y-z)2+(z-x)

2+6(xy2+yz

2+zx2)]0,5, ODNOSNO

(2. 39) e=0,50,5[(1-2)

2+(2-3)2+(3-1)

2]0,5

. Jokovi 45

DEFORMACIJE I DEFORMACIONA STANJA

DEFORMACIJA PREDSTAVLJA PROMENU POLAZNIH MERA I OBLIKA OBRATKA.

DEFORMACIJE ELEMENTARNIH ZAPREMINA ILI DEFORMACIJE U TAKI SU NEUJEDNAENE PO ZAPREMINI OBRATKA I MOGU BITI VEE ILI MANJE OD PROSENIH DEFORMACIJA, KOJE SE DOBIJAJU NA OSNOVU MAKROSKOPSKIH PROMENA MERA I OBLIKA OBRATKA.

SABIRANJEM ELEME

NTARNIH DEFORMACIJA, KOJE SU HOMOGENE, DOLAZI SE DO UKUPNE DEFORMACIJE.

LINEARNA DEFORMACIJA PREDSTAVLJA RELATIVNO POVEANJE DUINE (POZITIVNA) ILI RELATIVNO SMANJENJE DUINE (NEGATIVNA) DEFORMACIJA.

(2. 40) x=(xo-x)/xo=x/xo(2. 41) y=(yo-y)/yo=y/yo(2. 42) z=(zo-z)/zo=z/zo

SL.2. 20. [EMA LINEARNIH (LINIJSKIH) I UGAONIH DEFORMACIJA ELEMENTARNOG PARALELOPIPEDA

. Jokovi 46

DEFORMACIJE I DEFORMACIONA STANJA

SMICAJNA ILI UGAONA DEFORMACIJA SE DEFINIE KAO PROMENA UGLA IZMEU UZAJAMNO NORMALNIH STRANICA.

SMANJENJE UGLA PREDSTAVLJA POZITIVNU DEFORMACIJU A POVEANJE UGLA NEGATIVNU DEFORMACIJU.

GLAVNE LINEARNE ILI LINIJSKE DEFORMACIJE 1111, , , , 2222 I 3333 SE OSTVARUJU U PRAVCU GLAVNIH OSA 1, 2 I 3 TJ. U ONIM PRAVCIMA KOJI SU NORMALNI NA RAVNI U KOJIMA NEMA UGAONIH DEFORMACIJA.

USVOJENO JE DA VAI SLEDEI ODNOS IZMEU GLAVNIH DEFORMACIJA:

(2. 43) ||||1 ||||||||2 ||||||||3 ||||BILO KOJA PROIZVOLJNA DEFORMACIJA ILI BILO KOJA PROIZVOLJNA PROMENA OBLIKA JE U POTPUNOSTI

DEFINISANA SA EST NEZAVISNIH KOMPONENTI DEFORMACIJE: x, , , , y, , , , z, , , , xy, , , , xz, , , , yz TJ. SA TENZOROM DEFORMACIJE

=

=

3

2

1

000000

5,05,05,05,05,05,0

zzxzx

yzyyx

xzxyx

T

. Jokovi 47

EKVIVALENTNA DEFORMACIJA

Ekvivalentna (efektivna, uoptena ili uporedna) deformacija predstavlja pozitivan invarijantan skalarni parametar deformacionog stanja i data je izrazima:

Ugaona deformacija:

(2. 45) e=(2/3)0,5[(x-y)2+(y-z)2+(z-x)2+(3/2)(zy2+yz2+zx2)]0,5(2. 46) e=(2/3)0,5[(1-2)2+(2-3)2+(3-1)2]0,5Linijska deformacija:

(2. 47) e=(20,5/3)[(x-y)2+(y-z)2+(z-x)2+(3/2)(zy2+yz2+zx2)]0,5(2. 48) e=(20,5/3) [(1-2)2+(2-3)2+(3-1)2]0,5=[(2/3)( 12+22+32]0,5

POKAZATELJI DEFORMACIJE ZA SLUAJ IZDUIVANJA TAPA POETNE DUINE lo, POETNOG POPRENOG PRESEKA Ao, KONANE DUINE l I KONANOG POPRENOG PRESEKA A. SU:

(2. 49) l=l-lo -APSOLUTNA DEFORMACIJA PO DUINI(2. 50) =l/lo=(l-lo)/lo=(l/lo)-1 -RELATIVNA DEFORMACIJA PO DUINI(2. 51) =(l/lo)100 -RELATIVNA PROCENTUALNA DEFORMACIJA(2. 52) d=dl/l=ln(l/lo)=ln(1+) -PRIRODNA ILI LOGARITAMSKA DEFORMACIJA(2. 53) =(Ao-A)/Ao=1-(A/Ao)=1-(lo/l)=/(1+)=1-(1/) -KONTRAKCIJA PRESEKA

. Jokovi 48

DEFORMACIONA STANJA

SL.2. 21. EME MOGUIH DEFORMACIONIH STANJA

. Jokovi 49

USLOVI PLASTINOSTI

PREMA VON MISSESU PLASTINA DEFORMACIJA U NAPREGNUTOM TELU NASTAJE KADA UNUTRANJA ENERGIJA ELASTINE DEFORMACIJE PO JEDINICI ZAPREMINE DOSTIGNE KONSTANTAN IZNOS KOJI ZAVISI OD VRSTE MATERIJALA I USLOVA DEFORMACIJE (TEMPERATURA, BRZINA DEFORMACIJE, STEPEN DEFORMACIJE) A NE ZAVISI OD EMA NAPREGNUTOG I DEFORMACIONOG STANJA.

OPTI ANALITIKI IZRAZ ZA USLOV PLASTINOSTI:

(2. 54) e=0,50,5[(x-y)

2+(y-z)2+(z-x)

2+6(xy2+yz

2+zx2)]0,5=K

ILI SA GLAVNIM NORMALNIM NAPONIMA:

(2. 55) e=0,50,5[(1-2)

2+(2-3)2+(3-1)

2]0,5=KGDE JE K- DEFORMACIONI OTPOR ILI STVARNI NAPON TEENJA.

DRUGIM REIMA, PLASTINA DEFORMACIJA ZAPOINJE KADA EFEKTIVNI NAPON DOSTIGNE GRANICU

TEENJA ZA DATI MATERIJAL I DATE USLOVE DEFORMACIJE: e=K.PREMA HIPOTEZI MAKSIMALNIH TANGENCIJANIH NAPONA, PLASTINA DEFORMACIJA U NAPREGNUTOM TELU NASTAJE KADA MAKSIMALNI GLAVNI SMICAJNI NAPON DOSTIGNE KRITINU VREDNOST, KOJA ZAVISI OD OSOBINA MATERIJALA I USLOVA PLASTINOSTI (TEMPERATURA, BRZINA DEFORMACIJE I STEPEN DEFORMACIJE), A NE ZAVISI OD VELIINE DRUGA DVA GLAVNA SMICAJNA NAPONA, ODNOSNO OD NAPONSKO-DEFORMACIONE EME:

(2. 56) max=13=(1-2)/2=krit=kGDE JE k- SMIUI DEFORMACIONI OTPOR ILI KONSTANTA PLASTINOSTI.

. Jokovi 50

USLOVI PLASTINOSTI

ZA JEDNOOSNO ZATEZANJE JE krit.=K/2, GDE JE K- DEFORMACIONI OTPOR.OPTI IZRAZ ZA USLOV PLASTINOSTI JE:

(2. 57) |||| 1-3||||=||||max-min||||=K(KOD ZAPREMINSKOG NAPREGNUTOG STANJA HIPOTEZA MAKSIMALNOG TANGENCIJALNOG NAPONA NIJE

KOREKTNA JER NE UZIMA U OBZIR SREDNJI NAPON 2222).

IZ JEDNAINE (2. 55) ZA 2=(1-3)/2 DOBIJA SE 1-3=(4/3)0,5K=1,15K=K.

KORIGOVANI IZRAZ, S OBZIROM NA ZANEMARIVANJE NAPONA 2, ZA USLOV PLASTINOSTI:(2. 58) |||| 1-3||||=K, 1

KONTAKTNO TRENJE

DEFORMACIONA SILA SE SA ALATA PRENOSI NA OBRADAK PREKO KONTAKTNIH POVRINA

NA KONTAKTNIM POVRINAMA SE JAVLJA SE SILA KONTAKTNOG TRENJA.

POJAVA KONTAKTNOG TRENJA IZAZIVA POVEANJE OTPORA DEFORMACIJI I MOE ZNAAJNO DA UTIE NA KVALITATIVNU PROMENU NAPONSKOG STANJA, JER MOE DOSTII VREDNOST EFEKTIVNOG OTPORA DEFORMACIJI.

KONTAKTNO TRENJE IZAZIVA I NEHOMOGENOST NAPONSKO-DEFORMACIONOG POLJA I ZAOSTALE UNUTRANJE NAPONE.

S DRUGE STRANE NEKI PROCESI DEFORMACIJE, NAPRIMER VALJANJE, NE BI MOGLI DA SE ODVIJAJU BEZ SILA TRENJA.

(KONTAKTNO TRENJE U PROCESIMA OBRADE DEFORMISANJEM SE BITNO RAZLIKUJE OD TRENJA U POKRETNIM, ELASTINO NAPREGNUTIM , MAINSKIM SKLOPOVIMA IZ SLEDEIH RAZLOGA:

SPECIFINI POVRINSKI PRITISAK KOD PLASTINE DEFORMACIJE JE VEI:

KOD TOPLE PLASTINE DEFORMACIJE JE 100500 N/mm2,

KOD HLADNE PLASTINE DEFORMACIJE 5002500 N/mm2

KOD POKRETNIH MAINSKIH PAROVA DO 50 N/mm2;

KONTAKTNA POVRINA PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI SE:

OBNAVALJA;

MENJA SE NJENA HRAPAVOST U TOKU PROCESA;

JAVLJA SE SLEPLJIVANJE (ZAVARIVANJE) MATERIJALA OBRATKA SA POVRINOM ALATA ITD.)

. Jokovi 52

KONTAKTNO TRENJE

KONTAKTNO TRENJE JE SLOENA FIZIKO-HEMIJSKA POJAVA, KOJA ZAVISI OD VELIKOG BROJA FAKTORA KOJI SU PROMENLJIVI U TOKU PROCESA DEFORMACIJE.OSNOVNI UTICAJNI FAKTORI SU:

VRSTA TEHNOLOKOG PROCESA: DEFINIE EMU OPTEREENJA, VELIINU I OBLIK KONTAKTNIH POVRINA.

MATERIJAL OBRATKA: UTIE NA FIZIKO-HEMIJSKE PROCESE NA KONTAKTNOJ POVRINI NAROITO U USLOVIMA "SUVOG TRENJA", KADA SU POVRINE OBRATKA I ALATA U DIREKTNOM KONTAKTU BEZ MEUSLOJA MAZIVA I KADA DOLAZI DO LEPLJENJA I HLADNOG ZAVARIVANJA.

KVALITET POVRINE ALATA: HRAPAVOST POVRINE ALATA UTIE NA STVARNU VELIINU KONTAKTNE POVRINE, NA VELIINU SPECIFINOG PRITISKA U MIKRO RAZMERAMA I OTEAVA TEENJE MATERIJALA PO KONTAKTNOJ POVRINI.

TEMPERATURA OBRADE I BRZINA KLIZANJA: U TOKU HLADNE PLASTINE DEFORMACIJE DOLAZI DO PORASTA TEMPERATURE OBRATKA, ALATA I KONTAKTNE POVRINE.

PROMENA TEMPERATURE KONTAKTNE POVRINE UTIE NA PROMENU KOEFICIJENTA TRENJA I NA PROMENU BRZINE TEENJA MATERIJALA OBRATKA PO KONTAKTNOJ POVRINI.

(POSTUPAK HLADNOG ISTISKIVANJA ELIKA JE RAZVIJEN TEK POSLE OSVAJANJA POSTUPKA NANOENJA FOSFATNOG SLOJA, KOJI SLUI KAO NOSILAC MAZIVNOG SREDSTVA I KAO PODMAZNO SREDSTVO)

SA PORASTOM TEMPERATURE DO 500600OC KONTAKTNO TRENJE SE POVEAVA, A SA DALJIM PORASTOM SE SMANJUJE.

(PRI MALIM BRZINAMA KLIZANJA JAVLJA SE I NERAVNOMERNO TEENJE, ZBOG POSTOJANJA ELASTINIH I PLASTINIH DEFORMACIJA U MIKRO OBLASTIMA, A PRI VELIKIM BRZINAMA KLIZANJA SMANJUJE SE KOEFICIJENT TRENJA.)

PODMAZIVANJE: PRISUSTVO MEUSLOJA MAZIVA NA KONTAKTNIM POVRINAMA ALATA I OBRATKA SUTINSKI MENJA USLOVE TRENJA.

. Jokovi 53

KONTAKTNO TRENJE

U ZAVISNOSTI OD USLOVA PODMAZIVANJA RAZLIKUJU SE SLEDEE VRSTE TRENJA:

SUVO TRENJE- JAVLJA SE IZMEU DVE METALNE POVRINE BEZ PRISUSTVA NEMETALNOG MEUSLOJA-MAZIVA.

GRANINO TRENJE- SE JAVLJA AKO SU KONTAKTNE POVRINE ALATA I OBRATKA RAZDVOJENE MONOMOLEKULARNIM SLOJEM MAZIVA, KOJI JE U SUBMIKROSKOPSKIM OBLASTIMA PREKINUT I TU SE JAVLJA SUVO TRENJE.

MEANO TRENJE- SE JAVLJA U USLOVIMA HIDRODINAMIKOG I USLOVIMA GRANINOG TRENJA I ONO JE ODREENO GEOMETRIJSKIM, FIZIKIM I HEMIJSKIM OSOBINAMA KONTAKTNIH POVRINA I OSOBINAMA MEUSLOJA MAZIVA.

HIDRODINAMIKO TRENJE- SE JAVLJA IZMEU DVE POVRINE KOJE SU POTPUNO RAZDVOJENE VISKOZNIM MEUSLOJEM MAZIVA, IJE OSOBINE U POTPUNOSTI DEFINIU MEHANIZAM TRENJA.

U REALNIM PROCESIMA PLASTINE DEFORMACIJE U NAJVEOJ MERI SE SREE MEOVITO TRENJE.

. Jokovi 54

KONTAKTNO TRENJE

ZBOG RELATIVNOG KRETANJA (TEENJA) MATERIJALA OBRATKA U ODNOSU NA POVRINU ALATA I ZBOG DEJSTVA TRENJA NA KONTAKTNOJ POVRINI I U PRIGRANINIM SLOJEVIMA SE JAVLJAJU TANGENCIJALNI NAPONI.

TANGENCIJALNI NAPON NA KONTAKTNOJ POVRINI JE:

(2. 66) k=mnm- KOEFICIJENT TRENJA; n=Fn/A- NORMALNI NAPON NA KONTAKTNOJ POVRINI A.

(2. 67) =/, tj. max=max/ef=(1-3)/2ef=(ef/2ef)(2/30,5)=(1/3)0,5=0,575ef- EFEKTIVNI NAPON KOJI JE JEDNAK DEFORMACIONOM OTPORU; =2/30,5- KOEFICIJENT, PREMA (2. 58).S OBZIROM DA JE n PROMENLJIVO PO KONTAKTNOJ POVRINI I TEKO SE IZRAUNAVA U OBLASTI PLASTINIH DEFORMACIJA (n >K) POGODNO JE KOEFICIJENT "PLASTINOG" TRENJA IZRAZITI PREKO DEFORMACIONOG OTPORA K I SMICAJNOG DEFORMACIONOG OTPORA k:

(2. 68) =k/K=k/2kmax=kmax/K=k/2k=0,5TANGENCIJALNI KONTAKTNI NAPON SE MOE IZRAZITI I PREKO MAKSIMALNOG TANGENCIJALNOG NAPONA,

max, I KONSTANTNOG FAKTORA SMICANJA m:

(2. 69) k=mmaxZA KONTAKTNI NAPON VAI: 0

KONTAKTNO TRENJE

(2. 70) k=mmax=m(1-2)/2=mef/2=efm/2=m=m(2/30,5)/2=m/30,5ORIJENTACIONE VREDNOSTI KOEFICIJENTA TRENJA SU:

ZA OBRADU U TOPLOM STANJU m0,40,5;

ZA OBRADU U HLADNOM STANJU BEZ PODMAZIVANJA m 0,20,3;

ZA OBRADU U HLADNOM STANJU SA PODMAZIVANJEM m 0,080,15.

. Jokovi 56

DEFORMACIONA SILA I DEFORMACIONI RAD

(2. 71) dF=ndAdAk- ELEMENTARNA KONTAKTNA POVRINA;

dA- ELEMENTARNA POVRINA U PRAVCU NORMALNOM NA PRAVAC KRETANJA ALATA;

- NAGIB ELEMENTARNE POVRINE PREMA PRAVCU DEJSTVA DEFORMACIONE SILE.

TRENUTNA VREDNOST DEFORMACIONE SILE JE:

(2. 72)

KADA JE N=CONST ILI SE MOE ZAMENITI SA SREDNJOM VREDNOU TADA JE: F=nAA- PROJEKCIJA KONTAKTNE POVRINE NA RAVAN NORMALNU NA PRAVAC DEJSTVA SILE

OSNOVNI PARAMETRI PROCESA OBRADE DEFORMACIJOM NA OSNOVU KOJIH SE VRI IZBOR MAINE SU:

DEFORMACIONA SILA I

DEFORMACIONI RAD SU.

ELEMENTARNA DEFORMACIONA SILA NORMALNA NA KONTAKTNU POVRINU JE: dFn=ndAkELEMENTARNA DEFORMACIONA SILA U PRAVSU KRETANJA ALATA JE: dF=dFncos=ndAkcos

POTO JE: dA=dAkcos TO JE ELEMENTARNA DEFORMACIONA SILA:

SL.2. 22 SILE NA OBRATKU

==A

n

An dxdydAF

. Jokovi 57

DEFORMACIONA SILA I DEFORMACIOPNI RAD

RADNI ILI SREDNJI SPECIFINI PRITISAK p JE:

(2. 74) p=F/A=mK

F- SPOLJANJA DEFORMACIONA SILA DEFINISANA U (2. 72);

A- PROJEKCIJA KONTAKTNE POVRINE NA RAVAN NORMALNU NA PRAVAC DEJSTVA SILE ;

m- KOEFICIJENT KOJI ZAVISI OD VRSTE PROCESA, MERA I OBLIKA OBRATKA I KOEFICIJENTA TRENJA;

K- SPECIFINI DEFORMACIONI OTPOR, ODNOSNO EFEKTIVNI NAPON.

. Jokovi 58

DEFORMACIONI RAD

DEFORMACIONI RAD JE RAD DEFORMACIONIH SILA, ODNOSNO, ENERGIJA KOJA SE UTROI NA IZVRENJE DEFORMACIJE.AKO JE DEFORMACIONA SILA ZA IDEALNE USLOVE DEFORMACIJE (BEZ SPOLJANJEG I BEZ UNUTRANJEG

TRENJA) F=eA, (e-EFEKTIVNI NAPON, A- KONTAKTNA POVRINA NA KOJU DELUJE SILA), ONDA JE IDEALNI DEFORMACIONI RAD Wid PRI SABIJANJU OBRATKA POETNE VISINE ho NA ZAVRNU VISINU h:

(2. 75)

A- POVRINA POPRENOG PRESEKA NAKON SABIJANJA; V=Ah- ZAPREMINA OBRATKA; Ksr=(Ko+K)/2- SREDNJI OTPOR DEFORMACIJI; Ko i K- DEFORMACIONI OTPORI NA POETKU I NA KRAJU DEFORMACIJE.

STVARNI DEFORMACIONI RAD, Wd, AKTIVNIH SPOLJNIH SILA SE ODREUJE IZ ODNOSA Wid I KOEFICIJENTA

KORISNOG DEJSTVA DEFORMACIONOG RADA, d:(2. 76) Wd=Wid/d

ORIJENTACIONE, EKSPERIMENTALNE VREDNOSTI ZA d SU: PRI SABIJANJU U HLADNOM STANJU d=0,850,95;

PRI SABIJANJU U TOPLOM STANJU d=0,60,8; PRI HLADNOM IZVLAENJU ICA I CEVI d=0,40,7;

PRI DUBOKOM IZVLAENJU d=0,50,6; PRI ISTISKIVANJU d=0,30,6.

hhVK

hdhVAdhW osr

h

he

h

heid ln

00

===

. Jokovi 59

TOPLOTNI EFEKAT DEFORMACIJE

POSLEDICE HLADNE PLASTINE DEFORMACIJE SU:

DEFORMACIONO OJAAVANJE (POVEANJE VRSTOE I TVRDOE I SMANJENJE PLASTINOSTI),

POVEANJE ELEKTRINOG OTPORA,

SMANJENJE GUSTINE I

POVEAJE AKUMULIRANJE ENERGIJE U METALU.

ENERGIJA KOJA SE U TOKU DEFORMACIJE UNESE U METAL TROI SE NA:

POTENCIJALNU ENERGIJU ELASTINOG DEFORMISANJA- DO 1%;

POTENCIJALNU ENERGIJU U DISLOKACIJAMA I DRUGIM GREKAMA- 715%;

TOPLOTNU ENERGIJU KOJA ZAGREVA OBRADAK, ALAT I OKOLINU- 8593%.

TOPLOTNI EFEKAT DEFORMACIJE JE PORAST TEMPERATURE OBRATKA USLED TOPLOTE KOJA SE OSLOBAA PRI DEFORMACIJI.

USLED TOPLOTNOG EFEKTA DEFORMACIJE, NAROITO PRI RELATIVNO VELIKIM BRZINAMA I STEPENIMA DEFORMACIJE, SMANJUJE SE OTPOR DEFORMACIJI,

PREMA TOME, TRENUTNA VREDNOST DEFORMACIONOG OTPORA ZAVISI OD DVA SUPROTNA PROCESA:

1.DEFORMACIONOG I BRZINSKOG OJAAVANJA I

2.TOPLOTNOG EFEKTA.

TOPLOTNI EFEKAT JE ZNATNO BLAI PRI TOPLOJ NEGO PRI HLADNOJ DEFORMACIJI.

. Jokovi 60

PONAANJE DEFORMISANOG METALA PRI ZAGREVANJUPROMENA OSOBINA METALA U TOKU HLADNE DEFORMACIJE IROKO SE KORISTI U PRAKSI ZA NJIHOVO PODEAVANJE NA OBRATCIMA.

MEUTIM, NEKADA JE POTREBNO, DA BI SE METAL MOGAO DALJE DEFORMISATI, DA MU SE VRATE OSOBINE KOJE JE POSEDOVAO PRE DEFORMACIJE

TO SE POSTIE ZAGREVANJEM HLADNODEFORMISANOG METALA, TJ. PROCESIMA OPORAVLJANJA I REKRISTALIZACIJE.

HLADNODEFORMISANI METAL, ZBOG AKUMULISANE ENERGIJE, JE U NESTABILNOM STANJU, ODNOSNO U STANJU VIE SLOBODNE ENERGIJE OD NEDEFORMISANOG METALA I POSTOJI PRIRODNA TENJA DA SE ON VRATI U NEDEFORMISANO STANJE TJ. STANJE SA MANJOM ENERGIJOM KOJE JE BLIE RAVNOTENOM STANJU.

PRELAZAK U NEDEFORMISANO STANJE NE MOE DA SE OBAVI SPONTANTANO, VE JE ZA TO POTREBNA AKTIVACIONA ENERGIJA.

POTO SE VEINA PROCESA KOJI OBEZBEUJU POVRATAK U NEDEFORMISANO STANJE (STVARANJE I KRETANJE PRAZNINA, DIFUZIJA, USPINJANJE I SPUTANJE DISLOKACIJA, POPRENO KLIZANJE DISLOKACIJA I DR.) MOE TERMALNO AKTIVIRATI, POTREBNO JE DEFORMISANI METAL ZAGREVATI DA BI ON PREAO U NEDEFORMISANO STANJE

. Jokovi 61

PONAANJE DEFORMISANOG METALA PRI ZAGREVANJU

ZAGREVANJEM NA TEMPERATURU REKRISTALIZACIJE VRI SE POTPUNI POVRAAJ OSOBINA KOJE JE METAL IMAO U NEDEFORMISANOM STANJU (IZUZEV OSOBINA KOJE ZAVISE OD VELIINE ZRNA)

TEMPERATURA REKRISTALIZACIJE JE PRIBLINO JEDNAKA POLOVINI APSOLUTNE TEMPERATURE TOPLJENJA.

NA TEMPERATURI RKRISTALIZACIJE STVARAJU SE KLICE NOVIH NEDEFORMISANIH ZRNA, KOJE RASTU NA RAUN DEFORMISANE OSNOVE, DOK SE NE IZVRI POTPUNA ZAMENA.

PROCES STVARANJA I RASTA NOVIH NEDEFORMISANIH ZRNA SE NAZIVA REKRISTALIZACIJA.

JEDINE RAZLIKE KOJE MOGU DA SE JAVE IZMEU STRUKTURE NEDEFORMISANOG I STRUKTURE DEFORMISANOG I REKRISTALISANOG METALA SU VELIINA I ORIJENTACIJA ZRNA.

TIPINE PROMENE OSOBINA HLADNO DEFORMISANOG METALA PRI ZAGREVANJU DATE SU NA SL.2. 23

SL.2. 23 PROMENE OSOBINA HLADNO DEFORMISANOG METALA PRI ZAGREVANJU NA POVIENIM

TEMPERATURAMA U TRAJANJU 1 SAT.

-KONTRAKCIJA; - IZDUENJE; - ELEKTRINI OTPOR; Rm- ZATEZNA VRSTOA; A- VELIINA ZRNA.

. Jokovi 62

OPORAVLJANJE

NA TEMPERATURAMA KOJE SU NIE OD TEMPERATURE REKRISTALIZACIJE ODVIJA SE PROCES OPORAVLJANJA.

KARAKTERISTIKE OPORAVLJANJA SU:

1. NE STVARA SE NOVA STRUKTURA

2. SMANJENJUJE SE UNUTRANJA ENERGIJA KRISTALA NA RAUN:

PRERASPODELE DISLOKACIJA

NEZNATNOG SMANJENJA GUSTINE DISLOKACIJA I

PONITAVANJA PRAZNINA TJ. SMANJENJA NJIHOVE KONCENTRACIJE U STRUKTURI.

3. SMANJUJE SE ELEKTRINI OTPOR

4. POVEAVA SE GUSTINA KAO POSLEDICA SMANJENJA GUSTINE GREAKA (PRAZNINA) I PROMENE NJIHOVOG RASPOREDA.

5. MEHANIKE OSOBINE SE NEZNATNO SMANJUJU.

PAD NIVOA MEHANIKIH OSOBINA METALA SA MALOM ENERGIJOM GREKE U REDOSLEDU (Ag, Cu) JE RELATIVNO MALI, JER JE PREMETANJE DISLOKACIJA MEHANIZMOM USPINJANJA-SPUTANJA OTEANO.

KOD METALA SA RELATIVNO VELIKOM ENERGIJOM GREKE U REDOSLEDU (Al, Fe) SMANJENJE MEHANIKIH OSOBINA PRI OPORAVLJANJU JE VEE, JER SE PARCIJALNE DISLOKACIJE LAKE SPAJAJU U JEDININE KOJE

MOGU DA SE KREU MEHANIZMOM USPINJANJA-SPUTAJA.

. Jokovi 63

OPORAVLJANJE

MEHANIZAM OPORAVLJANJA ZAVISI OD TEMPERATURE:

NA NISKIM TEMPERATURAMA MEHANIZAM OPORAVLJANJA SE ZASNIVA NA KRETANJU PRAZNINA,

NA SREDNJIM TEMPERATURAMA NA KRETANJU DISLOKACIJA BEZ USPINJANJA-SPUTANJA,

NA VISOKIM TEMPERATURAMA NA KRETANJU DISLOKACIJA USPINJANJEM-SPUTANJEM.

U TOKU OPORAVLJANJA ODVIJAJU SE SLEDEI PROCESI:

PONITAVANJE I KONDENZACIJA PRAZNINA;

PONITAVANJE DISLOKACIJA;

OKUPLJANJE DISLOKACIJA U SUBGRANICAMA,

RAST SUBZRNA (POLIGONIZACIJA);

KOALESCENCIJA SUBZRNA.

DINAMIKO OPORAVLJANJE JE PROCES OBRAZOVANJA GRANICA SUBZRNA U PROCESU HLADNE DEFORMACIJE.

GRANICE SUBZRNA PRI DINAMIKOM OPORAVLJANJU SE OBRAZUJU POPRENIM KLIZANJEM DISLOKACIJA.

NAPREZANJE ZA POPRENO KLIZANJE DISLOKACIJA SE SMANJUJE:

SA POVEANJEM ENERGIJE GREKE U REDOSLEDU I

SA PORASTOM TEMPERATURE.

. Jokovi 64

REKRISTALIZACIJA

REKRISTALIZACIJA: PROCES STVARANJA I RASTA NEDEFORMISANIH ZRNA U DEFORMISANOJ OSNOVI.

POKRETAKA ENERGIJA ZA OVAJ PROCES JE AKUMULISANA ELASTINA ENERGIJA DEFORMACIJE, IJI SE JEDAN DEO UKLANJA PRI OPORAVLJANJU KOJE PRETHODI REKRISTALIZACIJI.

STVARANJE KLICA NOVIH ZRNA SE ODVIJA NA MESTIMA KOJA SU NAJVIE DEFORMISANA I KOJA SU VEA OD KRITINE VELIINE.

DRUGIM REIMA , KLICE SE U PAVOM SMISLU I NE STVARAJU, VE SU TO POJEDINA SUBZRNA KOJA SU STVORENA PRI DEFORMACIJI I OPORAVLJANJU I KOJA IMAJU ODGOVARAJUU VELIINU.

STRUKTURA POSLE REKRISTALIZACIJE ZAVISI OD:

BRZINE STVARANJA KLICA I

BRZINE NJIHOVOG RASTA.

FAKTORI KOJI UTIU NA OVE PROCESE SU:

TEMPERATURA ARENJA,

VREME ARENJA I

STEPEN PRETHODNE HLADNE DEFORMACIJE.

VREME:

REKRISTALIZACIJA ZAPOINJE POSLE ODREENOG VREMENA KOJE SE NAZIVA INKUBACIONI PERIOD,

U TOKU INKUBACIONOG PERIODA AKTIVIRAJU SE PRVE KLICE.

KRIVE ZAVISNOSTI STEPENA REKRISTALIZACIJE OD LOGARITMA VREMENA IMAJU "S" OBLIK KARAKTERISTIAN ZA PROCESE STVARANJA I RASTA NOVIH ZRNA, TO ZNAI DA JE BRZINA REKRISTALIZACIJE U POETKU MALA, ZATIM SE POVEAVA SA VREMENOM, DOSTIE MAKSIMUM I OPET SE SMANJUJE NA KRAJU PROCESA.

. Jokovi 65

REKRISTALIZACIJA

TEMPERATURA:

VREME POTREBNO ZA POTPUNU REKRISTALIZACIJU JE UTOLIKO KRAE UKOLIKO JE TEMPERATURA VIA:

(2. 77) 1/t=Aexp[-(ER/kT)]

t- VREME POTREBNO DA SE ODREENI PROCENAT STRUKTURE REKRISTALIE (OBINO 50%);

ER- AKTIVACIONA ENERGIJA REKRISTALIZACIJE;

T- APSOLUTNA TEMPERATURA REKRISTALIZACIJE;

k- PLANCKOVA KONSTANTA;

1/t- BRZINA REKRISTALIZACIJE.

STEPEN PRETHODNE DEFORMACIJE:

INKUBACIONI PERIOD I VREME POTREBNO ZA ODREENI STEPEN REKRISTALIZACIJE SU UTOLIKO KRAI UKOLIKO JE STEPEN PRETHODNE HLADNE DEFORMACIJE BIO VEI.

REKRISTALIZACIJA MOE DA SE JAVI SAMO AKO JE STEPEN DEFORMACIJE VEI OD KRITINOG STEPENA DEFORMACIJE.

STEPENI DEFORMACIJE MANJI OD KRITINOG KAO I RELATIVNO VELIKI STEPENI DEFORMACIJE DOVODE DO ABNORMALNOG RASTA ZRNA, SL.2. 24.

KOD TOPLE PLASTINE DEFORMACIJE ISTOVREMENO SE ODVIJAJU DVA PROCESA:

PLASTINA DEFORMACIJA

REKRISTALIZACIJE, KOJA SE NAZIVA DINAMIKA REKRISTALIZACIJA.

ZAHVALJUJUI TOME METAL OBNAVLJA SVOJE OSOBINE, PRE SVEGA PLASTINOST, JO U TOKU DEFORMACIJE I MOE SE DEFORMISATI SA ZNATNO VEIM STEPENIMA DEFORMACIJE NEGO PRI HLADNOJ DEFORMACIJI.

. Jokovi 66

REKRISTALIZACIJA

SL.2. 24 DIJAGRAM REKRISTALIZACIJE ALUMINIJUMA.

. Jokovi 67

ANIZOTROPIJA PLASTINE DEFORMACIJE

PRI PLASTINOJ DEFORMACIJI POLIKRISTALNIH AGREGATA OBRAZUJE SE TEKSTURA DEFORMACIJE.

TEKSTURA SE DEFINIE KAO STRUKTURA POLIKRISTALNOG AGREGATA U KOJOJ NAJVEI BROJ ZRNA NEMA PROIZVOLJNU VE ISTU ILI PRIBLINO ISTU KRISTALOGRAFSKU ORIJENTACIJU.

TEKSTURA SE OBRAZUJE:

NAJEE PRI DEFORMACIJI

PRI ARENJU DEFORMISANOG METALA

ALI SE MOE OBRAZOVATI I PRI KRISTALIZACIJI ODLIVAKA.

TEKSTURU TREBA RAZLIKOVATI OD MEHANIKOG USMERAVANJA KOJE PO PRAVILU PRATI KRISTALOGRAFSKO USMERAVANJE.

POSLEDICA TEKSTURE: RAZLIKE U OSOBINAMA U POJEDINIM PRAVCIMA.

OVO JE POZNATO KAO ANIZOTROPIJA OSOBINA.

RAZLIKA PLASTINIH OSOBINA U POJEDINIM PRAVCIMA JE NAROITO ZNAAJNA KOD LIMOVA KOJI SE DEFORMIU SAVIJANJEM I DUBOKIM IZVLAENJEM.

. Jokovi 68

ANIZOTROPIJA PLASTINE DEFORMACIJE

ANIZOTROPIJA OSOBINA LIMOVA SE DEFINIE PREKO FAKTORA PLASTINE ANIZOTROPIJE R KOJI SE ODREUJE ISPITIVANJEM NA ZATEZANJE :

(2. 78) R=b/s=ln(bo/b)/ln(so/s)= ln(bo/b)/ln(Lb/Lobo)bo, so Lo-IRINA , DEBLJINA I MERNA DUINA EPRUVETE PRE ZATEZANJA;

b, s i L- IRINA , DEBLJINA I MERNA DUINA EPRUVETE POSLE ODREENOG STEPENA DEFORMACIJE, NAJEE 15% IZDUENJA.

SPOSOBNOST LIMOVA DA SE PLASTINO OBLIKUJU DUBOKIM IZVLAENJEM ODREUJE SE NA OSNOVU

SREDNJEG FAKTORA PLASTINE ANIZOTROPIJE, KOJI JE POZNAT KAO FAKTOR NORMALNE ANIZOTROPIJE Rsr:

(2. 79) Rsr=(R0+2R45+R90)/4

R0, R45 i R90- FAKTORI PLASTINE ANIZOTROPIJE U PRAVCIMA KOJI SA PRAVCEM VALJANJA ZAKLAPAJU UGLOVE OD 0o, 45o i 90o.

STEPEN PLASTINE ANIZOTROPIJE U RAVNI LIMA ODREUJE SE NA OSNOVU FAKTORA RAVANSKE PLASTINE

ANIZOTROPIJE R:(2. 80) R=(R0+R90-2R45)/2

AKO JE Rsr>1 I R=0 ONDA LIM IMA: DOBRU SPOSOBNOST OBLIKOVANJA DUBOKIM IZVLAENJEM I

MALU TENDENCIJU KA OBRAZOVANJU UICA.

. Jokovi 69

Documents

Teorija Plasticne Deformacije