Plasticiteit (materiaalkunde): verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
Enige verdere uitwerking (na bewerkingsconflict) |
||
Regel 1:
[[File:Ductility.svg|thumb|Voorbeelden van [[trekproef|trekstaafjes]] en vormen van breuk met (a) brosse breuk, (b) breuk na enige plastische deformatie, (c) breuk na bijna volledige plastische deformatie.]]
'''Plastische''' of '''ductiele vervorming''' (ook wel '''plastische deformatie''') is in de [[materiaalkunde]] en [[continuümmechanica]] het type [[vervorming]] waarbij een [[materiaal]] uitsmeert maar niet [[breuk|breekt]]. Een plastisch vervormd materiaal blijft een [[continuüm]]; het behoudt tijdens de vervorming zijn interne [[cohesie]] en [[breuk|breekt]] niet, zoals bij [[brosse vervorming]]. Vervorming vindt plaats als een kracht op het materiaal wordt uitgeoefend (bijvoorbeeld [[drukkracht|druk-]] of [[trekkracht]]). Bij plastische vervorming raakt de vervorming niet vanzelf ongedaan als deze kracht wordt weggenomen, in tegenstelling tot [[elastische vervorming]]. Plastische vervorming gaat vaak samen met elastische vervorming; in dat geval is bij het wegnemen van de kracht slechts een deel van de vervorming blijvend. ▼
'''Plastische''' of '''ductiele vervorming''' (ook wel '''plastische deformatie''') is in de [[materiaalkunde]] en [[continuümmechanica]] het type [[vervorming]] waarbij een [[materiaal]] uitsmeert maar niet [[breuk|breekt]]. Een plastisch vervormd materiaal blijft een [[continuüm]]; het behoudt tijdens de vervorming zijn interne [[cohesie]] en [[breuk|breekt]] niet, zoals bij [[brosse vervorming]].
▲
De maximale trekspanning die een materiaal kan verdragen zonder grote (merkbare) plastisch vervorming te ondergaan heet de [[elasticiteitsgrens]] of [[vloeigrens]]. Dit is een maat voor de [[sterkte]] van het materiaal. In de [[bouwkunde]] mag de [[mechanische spanning|spanning]] op geen enkel element in een [[constructie]] hoger zijn dan de vloeigrens van het materiaal waaruit het betreffende element bestaat.▼
Plastische vervorming staat tegenover [[Elasticiteit (materiaalkunde)|elastische deformatie]], de vervorming van een materiaal onder spanning die weer verdwijnt als de spanning wordt weggenomen. Plastische vervormingen hebben groot technisch belang in de productietechniek: [[walsen]], [[dieptrekken]], [[smeden]], [[extruderen]], [[draadtrekken]] zijn voorbeelden van plastische vervormingen in de techniek. In de [[staalconstructie]]s.
== Micro-niveau ==▼
== Overzicht ==
Plastische vervorming is een term uit de [[materiaalkunde]] die iets zegt over het gedrag van materiaal wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend.
Plastische vervorming van materiaal wordt veroorzaakt doordat er een kracht op wordt uitgeoefend (bijvoorbeeld druk- of trekkracht). In tegenstelling tot bij [[elastische vervorming]] wordt de vervorming echter niet ongedaan gemaakt wanneer de kracht weer wordt weggenomen. Plastische vervorming gaat vaak samen met elastische vervorming; in dat geval is bij het wegnemen van de kracht slechts een deel van de vervorming blijvend.
▲De maximale trekspanning die een
== Aspecten ==
=== Trekproef maakt plastische deformatie zichtbaar ===
[[File:Tensile testing on a coir composite.jpg|thumb|Trekbank met composietmateriaal.]]
Plastische deformatie kan in materiaalkunde-practicum zichtbaar gemaakt worden met een [[trekproef]], waarin trekstaafjes of een stuk materiaal uit elkaar getrokken worden in een [[trekbank]], zie afbeelding. Het materiaal wordt hierbij aan de uiteinden ingeklemd in twee klemmen. Een klem staat vast en een klem kan omhoog bewegen, waarmee het materiaal uit elkaar wordt getrokken, en inwendig onder trekspanning gezet wordt.
Bij materiaalonderzoek wordt veelal gebruik gemaakt van ronde trekstaafjes met een standaardformaat (zie eerste figuur). Bij de uitvoering van de trekproef treed niet altijd plastische deformatie op. Bepaalde materiaal, zoals [[hout]] of [[gietijzer]], zal onder steeds grotere druk op een gegeven moment vrijwel ineens knappen, wat resulteert in brosse breuk (a). Taai materiaal zoals, [[staal]] of [[aluminium]], zal bij een trekproef onder steeds grotere druk op een gegeven moment inkepen, en gaan vloeien. Daarbij vindt een blijvende vervorming plaats.
Bij een trekproef zal taai materiaal onder een gegeven druk gaan inkepen en vloeien, die daarna bij de trekproef zelf vrij snel breekt. Het kan zijn dat er na enige inkeping een brosse breuk optreed (b), maar het materiaal kan ook verder vloeien tot een klein puntje over is (c).
=== Kwantificeren van plastische vervorming ===
[[Bestand:Trekproef_zachtstaal.jpg|thumb|[[Spanning-rekdiagram]] van zacht staal]]
Bij de trekproef kan de plastische vervorming, ofwel de mate van uitrekking, en de daarbij optredende spanning worden gemeten. De optredende vervorming en spanning kan worden uitgezet in een [[spanning-rekdiagram]]. In de vervorming, die tot uiteindelijk tot de breuk leidt, zijn vier stadia onderscheiden. Deze stadia, in het spanning-rekdiagram langs de horizontale as weergegeven, zijn: )., dei Bij zo'n voordurende , waarbij de verschillende .
: I: elastisch gebied, waarbij [[Elasticiteit (materiaalkunde)|elastische deformatie]] optreed.
:II: fase van vloeien, waarbij het materiaal als een vloeistof reageert
:III: versteviging, waarbij door het dislocaties in het materiaal optreden waarmee het materiaal verstevigt.
:IV: insnoering, die leidt tot de breuk (f).
Uit het diagram kunnen verschillende zaken worden afgeleid, zoals [[elasticiteitsmodulus]], de proportionaliteitsgrens (a), elasticiteitsgrens (b), onderste vloeigrens (c), en de treksterkte (e), zie verder uitleg bij het [[spanning-rekdiagram]].
▲=== Micro-niveau ===
Metalen zijn opgebouwd uit eenvoudige [[kristal (natuurwetenschappen)|kristallen]] van [[ion (deeltje)|ionen]], waartussen de [[elektron]]en vrij kunnen bewegen. Bij het [[stolling|stollen]] vanuit vloeibare vorm ontstaan min of meer gelijktijdig kristallen met verschillende oriëntatie die uitgroeien tot ze de ruimte volledig opvullen. Het resultaat is een [[polykristallijn]] geheel met [[Tweeling (materiaalkunde)|tweelingen]], talloze [[puntfout]]en (holtes of [[lacune (metaalkunde)|lacunes]] in het kristalrooster) en [[lijnfout]]en die gepaard gaan met spanningen in het materiaal.
| |||