Lezione 6 Flashcards
Cosa è la Relazione di Hall-Petch?
La Relazione di Hall-Petch è un’equazione che mette in relazione il carico di snervamento con tutti i meccanismi di rafforzamento, come la soluzione solida, i precipiatati, le dislocazioni ed i bordi di grano, in particolare
σy = σ_0 +k/sqrt(d), dove k è una costante che dipende dal materiale, d è il diametro medio del grano, ed σ_0 è il contributo di:
σPN: Pierls-Nabarro, dovuta alla resistenza intrinseca del cristallo e dipende dai legami interatomici, è tabulata.
σSS: Dovuta alla soluzione solida, come interstiziali, autointerstiziali e sostituenti
σD: Dovuta alle dislocazioni, al numero, all’intrecciamento, ai kink, ai jog, alle foreste di dislocazioni
σP: Dovuta al rafforzamento tramite precipitati, principalmente tramite meccanismi come quello di Orowan Looping
Al fine di aumentare la resistenza meccanica, a parità di quantità di precipitato, è meglio avere tante piccole particelle piccole oppure è meglio avere poche particelle grosse?
E’ meglio avere più particelle piccole, perchè si formano più dislocazioni tramite Orowan Looping
La diffusività è più alta nei metalli puri o nelle leghe? Perchè?
E’ più alta nei metalli puri, nelle leghe c’è una maggiore Energia di Attivazione perchè……….
Le Dislocazioni possono superare i bordi di grano?
No, sono zone di estrema distorsione reticolare.
Al fine di aumentare le proprietà meccaniche, è meglio avere grani piccoli o grani grandi?
E’ meglio avere grani piccoli perchè si forma più superficie di bordo di grano, quindi aumentano le zone di forte dislocazione, che ostacolano il movimento delle dislocazioni, che aumentano la resistenza meccanica
Parla della Ricristallizzazione, quando avviene e come avviene?
La Ricristallizzazione è un processo attraverso il quale il materiale forma dei nuovi cristalli, partendo da una condizione di alta distorsione interna, ad una condizione di recupero della plasticità, riaumentando l’allungamento percentuale e diminuendo il carico di snervamento.
La Ricristallizzazione avviene a temperature circa 0.3Tf < T < 0.5Tf, dove Tf è la temperatura di fusione, il numero dipende dal tipo di materiale e dalle distorsioni interne, infatti maggiore è il numero di distorsioni interne e minore sarà la temperatura necessaria per attivare la ricristallizzazione avviene attraverso processi diffusivi.
La Ricristallizzazione avviene in tre passaggi:
1. Recovery: All’interno dei grani le dislocazioni si spostano verso zone di minore energia, elidendosi tra loro oppure formando dei sub-grani, riducendo significativamente il numero di distorsioni all’interno di ogni singolo grano e recuperando energia elastica.
2. Ricristallizzazione primaria: Nei siti preferenziali, che sono zone di altissima dislocazione, in particolare nei bordi di grano ad alto angolo di attacco, iniziano a nucleare dei nuovi cristalli, pressochè privi di dislocazioni, gli atomi del vecchio cristallo si uniscono a quelli del nuovo cristallo, questo fino ad occupare tutto lo spazio possibile, dando così vita ad una nuova struttura cristallina senza dislocazioni, quindi di nuovo deformabile.
3. Ricristallizzazione secondaria: Se la temperatura lo permette i grani aumentano di dimensione, riducendo le superfici dei Bordi di Grano, che sono zone di alta distorsione, quindi alta energia, riducendo l’energia.
Nelle leghe la temperatura di ricristallizzazione è più bassa o più alta che nei metalli? Perchè?
E’ più alta perchè nelle leghe la diffusivitùà è minore.
La Ricristallizzazione avviene più facilmente (più velocemente ed a minori temperature) nei materiali a grana fine o a grana grossa?
A grana fine, perchè aumentano i siti preferenziali, e questi sono pure più distorti, inoltre i nuovi grani che si formeranno saranno più piccoli, quindi è più semplice.
Quali sono alcuni materiali che ricristallizzano a temperatura ambiente?
Sia lo Stagno, che il Piombo, che lo Zinco ricristallizzano a meno di 20°C
Che differenza c’è tra lavorazioni plastiche (deformazioni) a freddo o a caldo?
Le lavorazioni plastiche a caldo sfruttano la ricristallizzazione per ottenere deformazioni estese senza rompere il materiale e senza incrudirlo, preservando un’alta duttilità, basso carico di snervamento e di rottura, ed alto allungamento percentuale
