Sự chảy dẻo

Độ bền dẻo hay điểm chảy dẻo của một vật liệu được định nghĩa trong kỹ thuật và công nghệ vật liệu như ứng suất mà tại đó vật liệu bắt đầu biến dạng dẻo. Trước điểm chảy dẻo vật liệu biến dạng đàn hồi và sẽ trở lại hình dạng ban đầu khi ứng suất tác dụng được thả ra. Khi vượt quá điểm chảy dẻo một phần của biến dạng trở thành vĩnh cửu và không thể đảo ngược.
Trong không gian ba chiều của các hướng ứng suất chính ( \sigma_1, \sigma_2, \sigma_3), một số vô hạn các điểm chảy dẻo hợp thành bề mặt chảy dẻo.
Việc xác định được điểm chảy dẻo là rất quan trọng khi thiết kế một bộ phận vì nhìn chung nó thể hiện giới hạn tối đa mà tải có thể áp vào. Việc kiểm soát các kỹ thuật sản xuất vật liệu như đúc, cuốn và dập cũng rất quan trọng. Trong kỹ thuật kết cấu, đây là cơ chế phá hủy mềm thường không gây ra sự phá hủy bất ngờ hay phá hủy hoàn toàn trừ khi nó bị oằn nhanh.

Tiêu chuẩn chảy dẻo

Một tiêu chuẩn chảy dẻo, thường được gọi là bề mặt chảy dẻo, hay yield locus (quỹ tích chảy dẻo) là một giả thuyết về giới hạn đàn hồi dưới một tổ hợp các ứng suất. Có hai cách biểu diễn các tiêu chuẩn dẻo: Một là thuần túy toán học sử dụng lối tiếp cận thống kê trong khi các mô hình khác dựa vào các nguyên tắc vật lý được xác nhận. Do ứng suất và biến dạng là các đại lượng tensor chúng có thể được biểu diễn theo ba hướng chính, trong trường hợp ứng suất được ký hiệu là  \sigma_1 \,\!,  \sigma_2 \,\!, và  \sigma_3 \,\!.

Tăng độ bền hạt/kết tinh

Sự hiện diện của các pha thứ hai làm tăng độ bền dẻo bằng cách ngăn chặn chuyển động của sai lệch bên trong tinh thể. Một khuyết tật đường khi di chuyển trong mạng tinh thể sẽ bị cản trở bởi các hạt nhỏ hay kết tinh bên trong vật liệu. Sai lệch có thể di chuyển qua hạt này, hoặc bằng cách trượt qua hạt, hoặc bằng một quá trình gọi là vòng (bowing, ringing) trong đó một vòng sai lệch mới được tạo ra xung quanh hạt.
Công thức trượt:
 \Delta\tau = \cfrac{r_{\rm{particle}}}{l_{\rm{interparticle}}} \gamma_{\rm{particle-matrix}} 
Công thức vòng:
 \Delta\tau = \cfrac{Gb}{l_{\rm{interparticle}}-2r_{\rm{particle}}} 
Trong các công thức này,  r_{\rm{particle}}\,  là bán kính hạt,  \gamma_{\rm{particle-matrix}} \, là sức căng bề mặt giữa nền và hạt,  l_{\rm{interparticle}} \, là khoảng cách giữa các hạt.

Thử nghiệm

Phép thử độ bền dẻo bao gồm lấy một mẫu với tiết diện cố định, kéo nó bằng một lực tăng dần có kiểm soát tới khi mẫu thay đổi hình dạng hoặc bị vỡ. Biến dạng dài hoặc biến dạng ngang được ghi lại bằng một thiết bị đo độ dãn (extensometer).
Với hầu hết mọi loại thép, độ cứng theo vết lõm (Indentation hardness) quan hệ tuyến tính với độ bền kéo. Do vậy phép thử độ cứng có thể là một sự thay thế tiết kiệm cho phép thử kéo, cũng như cung cấp các biến đổi cục bộ của độ bền dẻo vì những lý do như hàn hay tạo hình.

Ý nghĩa với kỹ thuật kết cấu

Các kết cấu đã bị chảy dẻo có độ cứng thấp hơn, độ lệch cao hơn, và độ bền oằn thấp giảm đi. Kết cấu bị biến dạng vĩnh cửu sau khi tải được bỏ ra và có thể tồn tại ứng suất dư bên trong. Thép kỹ thuật có thể được làm cứng nguội, nghĩa là ứng suất chảy dẻo tăng lên sau khi tháo tải từ một trạng thái chảy dẻo. Các kết cấu tối ưu hóa như dầm và bộ phận máy bay dùng sự chảy dẻo cho chế độ hư hỏng an toàn. Do đó không cần tới hệ số an toàn khi so sánh tải giới hạn (tải cao nhất khi hoạt động bình thường) với tiêu chuẩn dẻo.