RESISTENZA TEORICA AL TAGLIO

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1 RESISTENZA TEORICA AL TAGLIO Deformazione plastica: variazione di forma del materiale spostamento permanente degli atomi dalle posizioni reticolari Scivolamento di piani reticolari di passo pari a multipli della distanza interatomica 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 1

2 RESISTENZA TEORICA AL TAGLIO π π π 2 cos 2 2 sin max max G d x b x b dx d b x = = 10/10/ /10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 Lez π π π π π γ cos 2 max max max G d b G b b x b d G d G dx d d x G G bassi = = = = = 30 max G x F asimmetria curva

3 RESISTENZA TEORICA AL TAGLIO Valori reali molto inferiori rispetto a quelli teorici 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 3

4 DIFETTI LINEARI Dislocazioni: difetti di linea che provocano distorsioni nel reticolo intorno ad una linea. Mezzo piano reticolare aggiunto Dislocazione a spigolo: inserimento di un mezzo piano di atomi Linea della dislocazione 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 4

5 DIFETTI LINEARI Dislocazione a vite: taglio con un semipiano ed applicazione di uno sforzo di taglio Solidi reali: dislocazioni miste Vite Spigolo 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 5

6 DISLOCAZIONE A VITE Linea della dislocazione 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 6

7 VETTORE DI BURGERS Distanza di scostamento degli atomi intorno alla dislocazione Circuitazione intorno alla linea della dislocazione Reticolo perfetto Reticolo con dislocazione 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 7

8 VETTORE DI BURGERS Determinazione per i casi a spigolo e a vite Il vettore b è linea dislocazione Il vettore b è linea dislocazione 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 8

9 DISLOCAZIONI Le dislocazioni NONsono di equilibrio termodinamico: aumentano la G del cristallo. Si formano all atto della solidificazione oppure durante le lavorazioni meccaniche. Quantità di dislocazioni presenti: misurata come lunghezza totale per unità di volume; normalmente cm/cm 3. Elevato incrudimento: cm/cm 3 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez. 06 9

10 DISLOCAZIONI Le dislocazioni immagazzinano energia nella regione distorta Regione a compressione Regione a taglio Regione a trazione Dislocazione a spigolo Dislocazione a vite 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

11 MOTO DELLE DISLOCAZIONI Come influenzano le dislocazioni le proprietà meccaniche dei materiali? Comparsa di deformazioni plastiche per valori di carico molto minori di quelli teoricamente calcolabili. 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

12 INTERAZIONI TRA DISLOCAZIONI Le dislocazioni interferiscono mutuamente Dislocazioni uguali si ostacolano nel movimento Dislocazioni opposte si eliminano 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

13 SISTEMI DI SCORRIMENTO Movimento delle dislocazioni: piani e direzioni preferenziali di scorrimento (Sistemi di scorrimento) Piano compatto Piano non compatto 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

14 DEFORMAZIONE PLASTICA NEI MONOCRISTALLI Sollecitando a trazione di monocristallo: linee di scorrimento (slip). Linee di scorrimento 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

15 SFORZO CRITICO DI TAGLIO = A F (forza di taglio) (area su cui agisce F ) = c scorrimento c = sforzo critico di taglio (proprietà del materiale) F r = F cos λ; A = = cos λ cosφ = σ cos λ cosφ r F A F A / = A/ cosφ = F A cos λ cosφ Legge di Schmid 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

16 SFORZO CRITICO DI TAGLIO 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

17 SFORZO CRITICO DI TAGLIO r funzione dell orientazione cristallografica (fattore di Schmid cosλcosφ); Lo scorrimento avverrà sul piano e nella direzione per le quali r = c Valori massimi di cosλcosφ inclinazione circa /10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

18 SCORRIMENTO NEI METALLI Perché se facciamo una prova a trazione non osserviamo la formazione delle bande di scorrimento orientate a circa 45? Il monocristallo è una condizione particolare; i materiali sono normalmente policristallini (difetto di superficie) 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

19 COSA SUCCEDE NEI POLICRISTALLI? Fenomeni più complicati (casualità della orientazione cristallografica dei grani); Linee di scorrimento 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez

20 COSA SUCCEDE NEI POLICRISTALLI? Deformazione del grano compatibile con i grani adiacenti (il bordo grano non può essere distrutto): la deformazione plastica di un grano deve essere accordata con quella dei grani adiacenti Modificazione della forma dei grani in presenza di deformazione plastica notevole Grani equiassici Grani allungati 10/10/2007 Scienza e Tecnologia dei Materiali Lez