| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Вплив різних факторів на пластичність і опір деформуванню
Пластичність і опір деформуванню не є постійними характеристиками металу, вони залежать від температури обробки, ступеня і швидкості деформації, напруженого стану металу та ін
Вплив температури. В попередньому параграфі було встановлено, що холодна пластична деформація веде до зміцнення оброблюваного металу. На рис. 9 представлені графіки впливу ступеня холодної деформації на характеристики низьковуглецевої сталі. З графіків видно, що вже при деформації 20% спостерігається зниження пластичності в 2,5 - 3 рази, збільшення твердості і міцності в 1,5 рази. Отже, у холодному стані з цієї сталі не можна отримати поковки складної форми, так як метал при деформуванні буде руйнуватися внаслідок низької пластичності.
Для збільшення пластичності оброблювані метали нагрівають. Температура справляє найбільший вплив на пластичність і опір деформуванню.
При підвищенні температури деформування з 0 до 300'С опір обробці дещо збільшується (рис. 10), а потім різко зменшується з 760 до 10 МПа при температурі 1200'С, тобто зменшується майже у 76 разів.Навпаки, пластичність цієї сталі при підвищенні температури від 0 до 300'С спочатку зменшується, потім до температури близько 800' З різко збільшується, потім незначно падає, а при подальшому збільшенні температури знову збільшується. Явище зниження пластичності при 300' С називається, синеломкостью, а при температурі 800'С - красноломкостью.Синеломкость пояснюють випаданням найдрібніших частинок карбідів по площинах ковзання, які збільшують опір деформуванню і зменшують пластичність.Червоноламкість з'являється через утворення в металі багатофазної системи, що володіє пониженою пластичністю.
Вплив ступеня і швидкості деформації. При деформуванні практично можна вважати, що зі збільшенням ступеня і швидкості деформації пластичність зменшується, а опір деформуванню зростає.
Ступінь і швидкість деформації одночасно надають на метал як зміцнюючі, так і разупрочняющее дію. Так, збільшення ступеня деформації, з одного боку, збільшує наклеп металу, але з іншого боку, зменшуючи температуру ре-кристалізації, інтенсифікує процес рекристалізації і веде до разупрочнению металу. З цієї причини при гарячій пластичній деформації збільшення ступеня деформації до 20 - 30% тягне за собою збільшення опору деформуванню до 25 - 30%.Подальше збільшення ступеня деформації практично не впливає на опір деформуванню, але навіть кілька його знижує.
Збільшення швидкості деформації зменшує час протікання процесу рекристалізації і, отже, збільшує зміцнення. З іншого боку, збільшення швидкості деформації збільшує кількість теплоти, що виділяється в металі в момент деформування, яка не встигає розсіятися в навколишнє середовище і викликає додатковий нагрів металу. Збільшення температури супроводжується зниженням опору металу деформації.
При обробці тиском в холодному стані в інтервалі невеликих швидкостей деформації збільшення останньої веде до збільшення опору деформуванню. В області великих швидкостей зі збільшенням швидкості деформації (для низьковуглецевої сталі) зменшується і опір деформуванню. При деформуванні цієї сталі при низькій температурі (200' З, крива 1 - рис. 11) із збільшенням швидкості опір деформуванню зменшується, так як метал кілька нагрівається. При подальшому збільшенні швидкості (більше ε· = 1 1/с) опір збільшується.По-іншому поводиться метал при температурі 400' С (крива 3). Зі збільшенням швидкості деформації ε· до 1 1/с опір деформуванню зростає, а при швидкостях вище ε· = 50 1/с - падає. При обробці тиском металу при більш високих температурах (600'С - 1200'С, криві 2, 4, 5) теплота, що виділилася в металі і не викликає істотного збільшення його температури і тому збільшення швидкості деформації веде до збільшення опору деформуванню.
Вплив схеми напруженого стану. Схема напруженого стану чинить істотний вплив на пластичність, опір деформуванню і повне зусилля обробки тиском. Чим вище в деформівній металі розтягуючі напруги, тим більше знижується її пластичність і тим імовірніше поява в ньому тріщин. Тому так прагнуть обробляти метал, щоб у ньому виникали стискаючі напруги і відсутні розтягують.
Так, метал має найменшу пластичність в умовах деформування за схемою лінійного розтягування (див. рис. 6, б і рис. 7, 1) і найбільшу - за схемою всебічного нерівномірного стиску (рис. 7, 3 і рис. 12, в). Встановлено, що сплави, непластичные в умовах одноосьового розтягу, пластично деформуються в умовах всебічного нерівномірного стиснення. Чавун, наприклад, при розтягуванні або відкритої осаді (див. рис. б, а) практично не деформується, тоді як його можна піддати значних деформацій шляхом видавлювання з протитиском за схемою, наведеною на рис. 12, ст.
Знання схем напруженого стану має велике практичне значення. При куванні високолегованих сталей на плоских бойках (див. рис. 6, а) на бочкообразной поверхні заготовки з'являються тріщини. Пояснюється це тим, що в цій зоні напружений стан металу характеризується наявністю розтягуючого напруження σ₃. Якщо цю заготовку осаджувати в оправці (рис. 12, а) або у вирізних бойках (рис. 12, б), то схема напруженого стану металу буде відповідати схемі всебічного стиснення і тріщини утворюватися не будуть.
У сучасному ковальсько-штампувальному виробництві заготовки деталей з деяких жароміцних сплавів отримують тільки видавлюванням, так як при інших процесах (наприклад, згинання, осаду) ці заготовки руйнуються.
Вплив легуючих елементів і домішок. Домішки, як правило, знижують пластичність сплавів. Розчинні у металі домішки надають менший вплив, нерозчинні - більше. Особливо небезпечними з точки зору зниження пластичності є домішки, що випадають у сплаві по межах зерен і утворюють тендітну сітку. В сталях найбільш шкідливими є домішки сірки і фосфору. Сірка, утворюючи легкоплавкі сполуки, знижує пластичність при підвищених температурах і призводить до явища красноломкости. Фосфор, навпаки, спотворюючи кристалічну структуру заліза, призводить до крихкості при низьких температурах, тобто до синеломкости.У якісних сталях вміст сірки і фосфору не повинен перевищувати 0,020 - 0,015%.
Для деталей, що працюють при підвищених температурах, застосовують сталі з підвищеним вмістом нікелю, вольфраму, хрому, титану та ін Ці легуючі добавки, однак, збільшують опір деформуванню сталей, ускладнюючи їх обробку тиском.
|
| Категорія: Ручна ковка | Додав: 28.09.2016
|
| Переглядів: 2700
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
