3.2. Thực nghiệm nhận dạng mô hình của hợp kim Mg biến dạng ở nhiệt
3.2.3. Đánh giá chung về khả năng biến dạng của hợp kim Mg
Để có thể đánh giá, nhận xét chung nhất về khả năng biến dạng của hợp kim Mg thử nghiệm, chúng ta có thể quan sát trên những mẫu thử kéo ở những lần biến dạng với tốc độ, nhiệt độ biến dạng khác nhau.
- 36 -
Hình 3.3.1: Co thắt và phá huỷ của mẫu ở nhiệt độ và tốc độ biến dạng khác nhau.
Quan sát mẫu sau kéo ta thấy khả năng biến dạng dẻo của các hợp kim là rất khả quan, đặc biệt là ở nhiệt độ cao và tốc độ biến dạng nhỏ. Cũng từ qúa trình kéo, tác giả đã tập hợp, sử lý và đưa ra những đường cong tổng quát thể hiện đặc điểm, tính chất chung của các hợp kim thử kéo, những nhận xét đầu tiên được đưa ra.
Qua các hình đường cong thử nghiệm bên dưới cho ta có nhận xét chung rằng độ bền kéo tới hạn giảm khi nhiệt độ tăng và đường cong ứng suất biến dạng phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến dạng. Khi tăng tốc độ biến dạng, ứng suất sẽ tăng lên và biến dạng tới hạn giảm đi. Ở hình 3.4; 3.5 chúng ta có thể thấy rằng với cùng một tốc độ biến dạng, cùng ở mức nhiệt độ, tuy thành phần vật liệu khác nhau nhưng ta có thể thấy rất rõ là ứng suất tăng khi nhiệt độ giảm và ngược lại, đồng thời chúng ta cũng thấy rằng biến dạng sẽ giảm khi nhiệt độ giảm và ngược lại. Ở hình 3.6, ta thấy rằng với tốc độ biến dạng khác nhau thì ứng suất và khả năng biến dạng cũng khác nhau, tốc độ biến dạng mà càng lớn thì ứng suất càng tăng nhưng biến dạng lại càng giảm.
- 37 -
Hình 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới đường cong ứng suất biến dạng của hợp kim AZ31 ở tốc độ biến dạng 0.001S-1
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới đường cong ứng suất biến dạng của hợp kim AZ52 ở tốc độ biến dạng 0.001S-1
Hình 3.6 : Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng tới đường cong ứng suất - biến
dạng của hợp kim AZ31 ở nhiệt độ 2250C
- 38 -
Ta thấy trên các biểu đồ xuất hiện biến dạng đều của hai hợp kim, nó được xác định tại thời điểm ngay sau khi ứng suất đạt giá trị cực đại, đây cũng là cơ sở lý thuyết đã được nghiên cứu trước đó. Tác giả cũng có chung nhận xét rằng, nếu chuẩn bị mẫu thử tốt, chúng ta có thể giả định rằng sau biến dạng đều thì biến dạng của mẫu là đồng đều, biến dạng đều giảm khi độ bền ứng suất đạt giá trị tới hạn.
Nếu bỏ qua sự nhạy cảm của tốc tộ biến dạng, biến dạng đều sẽ đánh dấu sự bắt đầu mất ổn định và hình thành sự co thắt cục bộ mãnh liệt, dẫn tới mẫu sẽ nhanh chóng bị phá huỷ. Do vậy, ở nhiệt độ cao, biến dạng đều giảm trong khi biến dạng tới hạn tăng. Ở đây, sự nhạy cảm của tốc độ biến dạng làm ổn định quá trình biến dạng dẻo và tăng co thắt cục bộ. Trong dải nhiệt độ khảo sát, ứng suất chảy ban đầu đều thay đổi nhỏ hơn độ bền kéo tới hạn. Nó chỉ ra cho ta thấy rằng tuỳ thuộc vào nhiệt độ sẽ có tác động ảnh hưởng tới độ cứng khác nhau. Hình 3.6 cũng chỉ ra rằng, khi tăng tốc độ biến dạng sẽ dẫn đến sự tăng đáng kể ứng suất chảy trong khi biến dạng giảm , ta có thể kết luận có sự nhạy cảm của tốc độ biến dạng. Trong khi đó, tốc độ biến cứng do biến dạng trước khi ứng suất đạt đỉnh là điều rõ ràng, khi tốc độ biến dạng tăng và quá trình hoá mềm giảm. Sau khi ứng suất đạt đỉnh, do quá trình hoá mềm ở trạng thái ổn định, điều đó sẽ làm giảm độ dẻo của hợp kim. Nó cũng chỉ ra rằng quá trình làm hoá mềm của hợp kim trong biến dạng ở nhiệt độ cao góp phần làm giảm bớt độ tập trung ứng suất và làm chậm sự phá huỷ, từ đó cải thiện tính dẻo.
Ở hình 3.7 và 3.8 thể hiện đường cong ứng suất biến dạng ban đầu của hai hợp kim. Ta có thể nhận thấy rõ Modul Young phụ thuộc vào nhiệt độ, điều này là thực tế bởi nó đã được thử ngiệm, chứng minh. Tuy nhiên, thí nghiệm ở đây chỉ tập trung vào biến dạng lớn mà không cần xác định chính xác Modul Yuong. Nếu cần phải sử dụng để tính toán, ta có thể lấy số liệu về sự phụ thuộc của Modul Yuong vào nhiệt độ từ các tài liệu công bố trước đó. Ứng suất chảy ban đầu được xác định như ứng suất sau khi biến dạng dẻo là 0,2%. Hình 3.7 cho thấy sau khi biến dạng dẻo là 0,2% đường cong ứng suất biến dạng là rất phẳng. Cũng theo biểu đồ này, trong khoảng nhiệt độ (175– 300)0C ứng suất chảy ban đầu giảm đi 90 Mpa. Đó là sự thay đổi đáng kể nhất ở tốc độ biến dạng nhỏ.
- 39 -
Hình 3.7 : Đường cong ứng suất - biến dạng ban đầu của hợp kim AZ31
Hình 3.8 : Đường cong ứng suất - biến dạng ban đầu của hợp kim AZ52 Đây là sự tổng hợp của các phương trình đường cong cơ bản được ghi nhận trong quá trình thử kéo, những cơ sở lý thuyết ứng suất - biến dạng được đưa ra trước đó, mối quan hệ của đường cong ứng suất biến dạng cần được nhìn nhận xa hơn trong các phương trình thuộc tính được xây dựng ở phần sau.