1 Выбор диапазона температур нагрева металла (Раздаточный материал)

Рис. 1Д Зависимость механических характеристик углеродистой стали от температуры.

σ_т – предел текучести;

δ,% - относительное удлинение (один из показателей пластичности);

То – комнатная температура (для России То=20°С);

Тн – температура начала горячей обработки давлением;

Тк – температура конца горячей обработки давлением.

Заштрихованная область - температурный интервал горячей обработки давлением для углеродистой стали.

Температурный интервал горячей обработки давлением назначается в области температур, обеспечивающих максимальную пластичность обрабатываемого материала.

При этом необходимо учитывать следующие положения:

1. При нагреве углеродистой стали примерно до 100С несколько снижается предел текучести σ_т и увеличивается пластичность δ. Но при дальнейшем повышении температуры материал попадает в зону синеломкости, характеризуемую значительным увеличением предела текучести σ_т и снижением пластичности δ, экстремальные значения которых соответствуют 300С

2. Увеличение температуры после зоны синеломкости приводит к постепенному значительному снижению предела текучести σ_т и, соответственно, к увеличению пластичности δ. При температурах порядка 1000С предел текучести σ_т уменьшается в 10 и более раз. Однако в области температур порядка 800–850С материал попадает в зону красноломкости, характеризуемую значительным снижением пластичности δ вследствие повышения хрупкости примесей, располагающихся по границам зерен.

3. При нагреве углеродистой стали до температур выше 1250–1300С материал попадает в зону, характеризуемую резким ростом размеров зерна, обуславливающим снижение пластичности металла δ (перегрев). Перегрев ухудшает свойства получаемых изделий и его следует избегать. Последствия перегрева в большинстве случаев можно исправить последующей термообработкой (отжигом), но для ряда материалов такое исправление вызывает значительные трудности.

4. При нагреве углеродистой стали выше зоны перегрева до температур порядка 1450С материал попадает в зону, характеризуемую почти полной потерей пластичности (т.е. резким ростом хрупкости), обусловленной окислением и оплавлением границ зёрен (пережог). В случае пережога материал не может обрабатываться давлением и должен быть отправлен на переплавку, поскольку пережог является неисправимым видом брака.

5. При температуре плавления пластичность металла равна нулю.

6. Низкая температура нагрева металла в процессе обработки давлением приводит к его упрочнению (наклепу), что резко снижает запас пластичности материала. Упрочнение может вызвать разрушение исходной заготовки в процессе обработки давлением.

Т. е. при слишком высоких температурах нагрева в металле образуется перегрев и пережог. При слишком низких температурах нагрева – наклеп.

Температурный интервал горячей обработки давлением (Тн-Тк) зависит от свойств материала и назначается отдельно для каждой конкретной марки стали.