Apakah baja relaksasi plastik?

Hukum Hooke mendefinisikan hubungan linear-elastis antara stres dan ketegangan.

σ = E ϵ

$\sigma = E\epsilon$

Baja berperilaku sangat mirip bahan linier-elastis, mengikuti Hukum Hooke dengan cermat. Namun, ia menampilkan perilaku yang tidak elastis seperti relaksasi. Relaksasi adalah perilaku di mana seorang anggota di bawah tekanan konstan menampilkan variabel (dan mengurangi) stres dari waktu ke waktu.

Pertanyaan saya adalah: apakah plastik relaksasi? Jika anggota yang santai dilepaskan, bagaimana kelakuannya? Akankah ia mengikuti jalur yang ditentukan oleh modulus elastisnya? Jika ini masalahnya, maka itu akan berakhir dengan deformasi plastik, bukan? Lagi pula, ketika ditekankan, anggota akan mencapai . Setelah relaksasi, itu akan mencapai . Setelah dirilis, itu harus mencapai , yang menyiratkan dalam dan karena , yang tersirat dalam bukan-nol . $\left(\sigma_1, \epsilon_1\right)$ $\left(\sigma_2, \epsilon_1\right)$ $\sigma =0$ $\epsilon = \epsilon_1 - \dfrac{\sigma_2}{E}$ $\sigma_2 <\sigma_1$ $\epsilon$

Atau ada perilaku lain? Apakah modulus elastis berubah untuk memungkinkan pengembalian tanpa deformasi plastis?

materials steel Wasabi
sumber

Cukup yakin creep selalu dianggap plastik, kalau tidak itu hanya akan menjadi "defleksi" biasa.

grfrazee

Ya, creep selalu plastik, yang saya tahu. Namun, relaksasi dan creep adalah proses viscoplatic yang berbeda. Pertanyaan saya adalah apakah relaksasi juga plastik (saya percaya, tapi saya tidak yakin).

Wasabi

Oh, saya pikir mereka dua kata untuk fenomena yang sama. Permintaan maaf saya. Apakah Anda mengacu pada relaksasi stres ?

grfrazee

@Wasabi Dalam menjawab pertanyaan Anda, adalah relaksasi dari plastik baja , maka menurut referensi ini pada baja yang dikencangkan , peningkatan regangan pada relaksasi digambarkan sebagai visco-plastik. Jadi jawabannya adalah ya.

AsymLabs

@Wasabi: Istilah plastik , dan viscoplastic memiliki arti yang berbeda. Dari perspektif teknik, plastik menyiratkan baja yang cacat permanen, telah mencapai zona plastisitas (seperti yang didefinisikan sebelumnya - seperti yang dapat diamati dengan memiringkan kupon baja) sedangkan viscoplastic berkaitan dengan sesuatu yang mengalir seperti cairan di bawah berkelanjutan stres tetapi tidak tampak cacat. Jadi secara teknis dapat dikatakan bahwa jawabannya adalah ya, itu adalah viscoplastic, tetapi tidak itu bukan plastik. Lihat abstrak ini .

AsymLabs

Jawaban:

Singkatnya, ya, relaksasi mungkin harus dianggap sebagai deformasi plastis, karena regangan plastis didefinisikan sebagai deformasi yang tidak dapat dipulihkan saat tekanan yang diberikan dihilangkan.

Penjelasan Definisi

$\varepsilon_{0}$ $\varepsilon_{0}$

$|\varepsilon_{1}|<|\varepsilon_{0}|$ $|\varepsilon_{0}-\varepsilon_{1}|>0$

Penjelasan Termodinamika & Kinetik

Jika penjelasan definisi tidak cukup, kita juga dapat melihatnya dari sudut pandang termodinamika dan kinetik. Misalkan untuk saat ini baja bukan kristal tunggal dari besi murni. Strain elastis menyimpan energi dalam kisi kristal. Karena energinya lebih tinggi dari keadaan diamnya, ada energi gratis yang tersedia untuk melakukan pekerjaan, dan dengan demikian merupakan kekuatan pendorong untuk reorganisasi atom dalam kisi kristal. Ada juga titik cacat di kisi dalam bentuk lowongan, atau atom yang hilang. Fluktuasi acak menyebabkan atom tetangga mengisi kekosongan, yang menyebabkan kekosongan bergerak di sekitar kisi. Kekosongan menyediakan sarana untuk reorganisasi atom.

Perhatikan bahwa jika regangan tidak isotropik (yaitu tidak murni hidrostatik), maka bidang regangan kisi membuat lowongan sedikit lebih besar dalam arah regangan-regangan daripada pada arah regangan-regangan tekan. Akibatnya, penghalang energi untuk bergerak dalam arah tarik akan lebih rendah daripada di arah tekan. Pikirkan atom-atom yang terjepit dari antara tetangganya dengan arah tekan di sepanjang arah tarik. Dengan demikian akan ada aliran bersih atom dalam kristal, dengan atom cenderung bergerak dari arah kompresi tinggi ke arah tegangan tinggi. Secara keseluruhan, efek jangka panjang adalah memperluas kristal ke arah tegangan dan mempersingkat kristal ke arah kompresi, menyebabkan deformasi yang tidak dapat dipulihkan.. Efek yang sama terjadi pada banyak butiran, kecuali mekanika diperumit dengan adanya batas butir dan beragam orientasi kristal. Efek yang sama juga terjadi dengan kehadiran atom interstitial seperti karbon, dan mereka mungkin memiliki efek diabaikan pada gerakan kekosongan karena mereka tidak menghalangi (meskipun saya tidak 100% yakin pada bagian ini, lihat catatan di bawah).

Di atas adalah teori yang paling mungkin didasarkan pada teori aliran kekosongan dan migrasi batas butir karena tekanan termal (misalnya creep dan pertumbuhan butir) dan dari gerakan dislokasi, yang telah diamati secara langsung. Perilaku yang dijelaskan untuk relaksasi, bagaimanapun, belum diamati secara langsung sejauh pengetahuan saya (yaitu dengan mikroskop elektron tunneling).

Catatan

* Atom interstitial akan memiliki energi yang lebih rendah di situs interstitial sejajar dengan arah tarik, karena situs tersebut sedikit meningkat volumenya. Ini terkait dengan regangan anelastik dan pembentukan martensit, tetapi mungkin atau mungkin tidak berdampak pada relaksasi. Namun perlu dicatat bahwa strain aksial murni dapat menginduksi sifat anisotropik pada baja.

wwarriner
sumber