Kiến Thức Cơ Bản Về Thép (2)

1. Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

Biến dạng đàn hồi được gây ra trong điều kiện ứng suất thấp khi vật liệu bị nén, uốn cong hoặc kéo căng. Khi ứng suất được loại bỏ, vật liệu sẽ trở lại hình dạng ban đầu. Hãy nghĩ về một sợi dây cao su.

 

Trong vật lý và khoa học vật liệu, độ dẻo mô tả sự biến dạng của vật liệu (rắn) trải qua những thay đổi hình dạng không thể đảo ngược để phản ứng với các lực tác dụng. Ví dụ, một miếng kim loại rắn được uốn cong hoặc đập thành hình dạng mới sẽ thể hiện tính dẻo khi những thay đổi vĩnh viễn xảy ra bên trong vật liệu.

 

Độ bền đề cập đến khả năng của vật liệu chống lại sự biến dạng và gãy vĩnh viễn, nghĩa là ứng suất cần thiết khi vật liệu bị hư hỏng.

Điểm chảy (σs): Khi thép hoặc mẫu bị kéo căng và ứng suất vượt quá giới hạn đàn hồi, ngay cả khi ứng suất không còn tăng nữa, thép hoặc mẫu vẫn tiếp tục bị biến dạng dẻo đáng kể. Hiện tượng này được gọi là năng suất. Khi xảy ra hiện tượng chảy dẻo, giá trị ứng suất tối thiểu chính là điểm chảy dẻo. Giả sử Ps là ngoại lực tại điểm chảy s, Fo là diện tích mặt cắt ngang của mẫu, khi đó điểm chảy σs =Ps/Fo(MPa).

Độ bền năng suất: Đó là ứng suất khi vật liệu bị uốn, nghĩa là ứng suất tối thiểu khi bắt đầu biến dạng dẻo rõ ràng. Đối với vật liệu kim loại không có hiện tượng chảy dẻo rõ ràng, chẳng hạn như thép cacbon cao, giá trị ứng suất tạo ra biến dạng dư 0,2% được chỉ định là cường độ chảy.

Độ bền kéo: Là ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được trước khi bị đứt. Đó là giá trị tới hạn cho sự chuyển đổi của kim loại từ biến dạng dẻo đồng nhất sang biến dạng dẻo tập trung cục bộ. Nó cũng thể hiện khả năng chịu tải tối đa của kim loại trong điều kiện căng thẳng tĩnh.

Độ cứng biểu thị khả năng của vật liệu chống lại các vật cứng ấn vào bề mặt của nó. Đây là một trong những chỉ số hiệu suất quan trọng của vật liệu kim loại. Nói chung, độ cứng càng cao thì khả năng chống mài mòn càng tốt. Các chỉ số độ cứng thường được sử dụng bao gồm độ cứng Brinell, độ cứng Rockwell và độ cứng Vickers.

          

 

Các tài sản khác

 

     

 

Khả năng mở rộng bao gồm độ dẻo và tính dễ uốn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giãn nở: độ dẻo phụ thuộc vào kích thước hạt của vật liệu và độ dẻo phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể. Kích thước hạt nhỏ hơn khiến hạt di chuyển lệch vị trí khó khăn hơn do lực cản lớn hơn nên độ dẻo giảm và ngược lại. Khi kích thước hạt lớn thì độ dẻo tăng lên.

Độ dẻo đề cập đến khả năng kim loại thay đổi hình dạng và biến dạng dẻo dưới tác dụng của ứng suất kéo mà không bị gãy. Nói một cách đơn giản, kéo dãn có nghĩa là kim loại có thể được kéo căng thành những sợi dây mỏng, chẳng hạn như dây đồng. Vật liệu có độ giãn dài lớn hơn 5% được gọi là vật liệu dẻo, vật liệu có độ giãn dài nhỏ hơn 5% được gọi là vật liệu giòn. Trong thực hành kỹ thuật, các vật liệu dẻo được sử dụng phổ biến bao gồm: thép nhẹ, đồng, nhôm, niken, kẽm, thiếc, v.v.

Tính dẻo đề cập đến khả năng kim loại thay đổi hình dạng và trải qua biến dạng dẻo mà không bị gãy dưới tác dụng của ứng suất nén. Trong thực hành kỹ thuật, vật liệu dễ uốn thường được sử dụng là chì, thép nhẹ, sắt rèn, đồng và nhôm.

Độ giòn có nghĩa là vật liệu sẽ bị gãy chỉ với một biến dạng nhỏ xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực (như lực căng, va đập, v.v.)

 

 

Các đặc tính kết cấu của thép sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của nó, điều đó có nghĩa là thép có chất lượng khác nhau có thể được chế tạo thành nhiều sản phẩm khác nhau. Thép có nhiều tính năng khác nhau, vì vậy điều cần thiết là phải chọn đúng loại và chủng loại thép dựa trên nhu cầu cụ thể và các tình huống ứng dụng.