muovautumisessa

Muovautumisessa tarkoitetaan pysyvää muodonmuutosta materiaaliin, joka syntyy kun siihen kohdistettu stressi ylittää elastisen rajan. Tällainen muutos säilyy, vaikka kuorma poistettaisiin, eikä materiaali palaa alkuperäiseen muotoonsa. Muovautuminen on keskeinen käsite sekä materiaalien rakenteen että muoviprosessien kannalta.

Muovautumisen laajuuteen vaikuttavat olosuhteet ja materiaalin rakenne. Tärkeimpiä tekijöitä ovat lämpötila, kuormitusnopeus sekä mikro- ja makrorakenne (kidesopalka, epäpuhtaudet, kuitujen suuntautumiset). Yleisesti ottaen korkea lämpötila ja/tai alhaisempi kuormitusnopeus edistävät plastista muovautumista, kun taas matalissa lämpötiloissa muovautuminen on rajoitetumpaa ja vaatii suurempaa stressiä.

Mekanismin osalta plastinen muovautuminen metalliseoksissa tapahtuu pääosin dislokaatioliikkeen kautta. Dislokaatiot ovat pienikokoisia rakenteellisia virheitä kideverkossa, jotka voivat liukua ohitse aided by stress, jolloin kappale muuttaa muotoaan pysyvästi. Dislokaation liikkeeseen vaikuttavat lämpötila sekä diffuusiota vaativat prosessit, kuten kiipeäminen (climb). Lisäksi kiteiden rajapinnoilla sekä graanin suuntautumisella on merkittävä rooli muovautumisessa ja siihen liittyvässä työharjoituksessa ja kovettumisessa (work hardening).

Muovautuminen on keskeinen käsite muokkaus- ja valmistusprosesseissa. Se mahdollistaa muotojen ja osien valmistamisen valssauksessa, painemuovauksessa, ruiskuvalussa sekä muissa plastisissa muotomahdollisuuksissa. Vakaiden rakenteiden suunnittelu huomioi sekä plastisen muovautumisen mahdollisuudet että sen, miten materiaalin mikrorakenne kehittyy kuorman vaikutuksesta.