Toate corpurile solide au proprietatea de a se deforma sub acţiunea unor forţe
exterioare (dar şi a altor factori ca temperatură, timp).
Comportarea materialelor supuse deformării este diferită în funcţie de mărimea
forţei care acţionează asupra lor şi de condiţiile în care are loc deformarea. În funcţie de
efectul produs asupra corpului supus deformării se disting (fig.1.1):
- deformaţii elastice - care dispar după
îndepărtarea cauzei (forţei) care le-a produs, corpul
revenind la forma şi dimensiunile iniţiale (dinainte de
deformare);
- deformaţii remanente - care se menţin şi după
îndepărtarea cauzei (forţei) care le-a produs, corpul ne
mai revenind la forma şi dimensiunile iniţiale (dinainte
de deformare);
În deformarea totală a corpului, cele două tipuri
de deformaţii coexistă (se suprapun) în măsuri diferite.
În funcţie de ponderea fiecăreia dintre ele se
disting două situaţii:
- preponderent elastice - starea fragilă
(casantă) a materialului;
- preponderent remanente - starea plastică a
materialului.
e e
ee ep ee
s s
Fig.1.1
a) b)
În stare solidă metalele sunt corpuri cristaline. Atomii lor sunt dispuşi în mod ordonat întro
reţea cristalină, spaţială.
Majoritatea metalelor cristalizează în sistemele: cubic, hexagonal, romboedric. Astfel, cristalizează:
- în sistemul cubic - cu volum centrat - c.v.c.- (fig.1.2) - fierul a, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta;
- cu feţe centrate - c.f.c.- (fig.1.3) - fierul g, Al, Ni, Pb, Cu, Au, Ag;
- în sistemul hexagonal (compact) - h.c.- (fig.1.4) - Zn, Mg, Cd, Be, Co, Ti, Zr;
- în sistemul romboedric (fig.1.5) - Sb, Bs.
Structura metalelor
Fig.1.2 Fig.1.3 Fig.1.4 Fig.1.5
7
Materialele metalice reale, obţinute prin solidificarea unei topituri, sunt compuse dintr-un
conglomerat de grăunţi cristalini (cristalite), prezentând o structură policristalină. De aici rezultă
pentru ele două caracteristici foarte importante pentru prelucrare:
8 anizotropia proprietăţilor;
8 prezenţa unor suprafeţe de alunecare atunci când sunt supuse acţiunii unor forţe exterioare.
Imperfecţiuni în structura metalelor. Dislocaţii
Materialul metalic real prezintă în structura sa imperfecţiuni (abateri) în privinţa
dispunerii atomilor în reţeaua cristalină. Ele se împart în:
- defecte punctiforme – vacanţe, atomi interstiţiali, atomi de substituţie, defecte
complexe;
- defecte liniare (dislocaţii) – dislocaţie marginală (şir de atomi cu care se termină în
interiorul reţelei cristaline un semiplan atomic), dislocaţie elicoidală (şir de atomi în jurul căruia
un plan cristalin se desfăşoară sub formă de spirală);
- defecte de suprafaţă (bidimensionale) – limită de subgrăunte (limita dintre două
porţiuni ale aceluiaşi grăunte cristalin, care au mici abateri de orientare), limită de grăunte (regiuni
de trecere dintre cristale având orientare diferită), suprafeţe de separare dintre faze (suprafeţe prin
care sunt separate diferite faze din structura aliajului).
Reprezentând numai o mică parte din
volumul materialului metalic, imperfecţiunile de reţea
influenţează sensibil proprietăţile de bază ale
materialului.
Pentru prelucrarea prin deformare plastică,
imperfecţiunile de reţea au un rol foarte important.
Dintre aceste, dislocaţiile au o importanţă esenţială
deoarece datorită lor se produce deformarea plastică a
materialelor metalice.
Reteaua cristalină ideală (teoretrică)
Dacă într-un cristal ideal (a) apare un semiplan atomic suplimentar MN (b), se produce o
deformare elastică a reţelei cristaline. In partea în care se află semiplanul atomic suplimentar
(dislocaţia marginală) atomii sunt la distanţe mai mici (mai înghesuiţi), iar în partea cealaltă sunt
mai îndepărtaţi. Câmpul de forţe de la nivelul reţelei cristaline este periodic şi ca urmare, un atom se
poate deplasa numai dintr-o poziţie de echilibru în alta. Ca urmare, deplasarea unei porţiuni a
cristalului faţa de alta (c), la solicitare, se face cu un număr întreg de distanţe interatomice.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
