2 рк (РК 2 2017)

1) ОД – технологический процесс получения заготовки необходимой формы иразмеров за счет пластического деформирования металла в холодном и горячемсостоянии.Прокатное производство – отрасль машиностроения, продукцией которойявляется профиль.Кузнечно-прессовое производство – отрасль машиностроения, продукциейкоторой являются штучные поковки или штамповки.2) Технологические свойства при ОД: деформируемость – комплекс свойствматериала, характеризующий его способность принимать заданную форму поддействием внешних сил без разрушения и без сопротивления нагрузке.Количественные показатели: сопротивление металла деформированию – сигмаТ и дэльта.3) Факторы, влияющие на технологические свойства при ОД: 1) хим.состав (чембольше концентрация примесей и легирующих элементов, тем хужетехнологические свойства); 2) структура (хар-ся фазовым составом, размером иформой зерен и наличием дефектов); 3) наличие дефектов (с увеличениемдефектов, дельта уменьшается); 4) температура сплава (с увеличениемтемпературы технологические свойства улучшаются); 5) скорость и степеньдеформации (чем больше скорость и степень деформации, тем хужетехнологические свойства); 6) напряженное состояние (хар-ся схемой главныхнапряжений – действуют на трех взаимно перпендикулярных площадках,отсутствуют касательные напряжения), чем больше в пластической деформациииграют сжимающие напряжения, тем выше будет реальная пластичность.4) Влияние скорости и степени деформации: чем больше скорость и степеньдеформации, тем хуже технологические свойства5) Влияние напряженного состояния на пластичность деформации: чем большев пластической деформации играют сжимающие напряжения, тем выше будетреальная пластичность.6) Влияние температуры на техн.свойства: с увеличением температурытехнологические свойства улучшаются.7)Если внешняя сила такая, что сигма меньше сигма Т, то развиваются упругиедеформации.

Упругая деформация – обратимая деформация, характеризуетсятем, что при снятии нагрузки заготовка приобретает первоначальную форму иразмеры. Механизм: при приложении силы атомы смещаются на расстояниеменьшее, чем атомы в кристаллической решетке. При снятии нагрузки атомыприобретают первоначальное положение.8) Если внешняя сила такая, что сигма больше сигма Т, то развиваютсяпластические деформации. Пластическая деформация – необратимаядеформация, хар-ся тем, что при снятии нагрузки заготовка не приобретаетпервоначальную форму, ее размеры изменяются на величину пласт.деформации.Механизм: скольжение или двойникование. Скольжение – поступательноесмещение одной группы атомов относительно другой по разделяющей ихплоскости на расстояние, кратное расстоянию между атомами крист.решетки.Двойникование – разворот одной группы атомов относительно другой группыатомов без нарушения связи между атомами.9) Механизм пластической деформации.

Сущностью ПД является сдвиг, врезультате которого одна часть кристалла смещается по отношению к другой.Сдвиг происходит за счет движения дислокаций. Существуют дверазновидности сдвига: скольжение и двойникование. Деформация скольжениемпредставляет собой смещение атомов в тонких слоях монокристалла поплоскостям скольжения, на которых плотность атомов максимальна.Деформация двойникованием происходит в основном при ударных нагрузках.При этом часть кристалла перестраивается в положение семмитричное поотношению к не деформируемой части.

Деформация за счет двойникованиявсегда меньше, чем скольжения.10) Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действиемвнешних усилий. Различают упругую деформацию, которая исчезает послеснятия нагрузки, и пластическую, которая остается после окончания действияприложенных сил.При пластическом деформировании меняется не только внешняя формаметаллического тела, но и его структура, а это влечет за собой изменениемеханических свойств. Под действием внешних усилий первоначальноокруглые зерна вытягиваются в направлении пластического течения и прибольших степенях деформации могут принять форму волоконПри нагреве пластически деформированного металла сообщаемая ему тепловаяэнергия повышает амплитуду колебаний атомов, вследствие чего повышаетсяих диффузионная подвижность.

При невысоком нагреве (0, 2 - 0,3 Тпл) за счетактивизации процессов самодиффузии происходит перераспределение точечныхи линейных дефектов в каждом зерне. Часть из них перемещается на границызерна, часть аннигилирует, а часть перестраивается, образуя дислокационныестенки, т. е. границы субзерен. Уменьшение общей плотности дефектовстроения, снижение внутренних напряжений сопровождается незначительным(на 10 - 15% от наклепанного) снижением прочностных свойств приодновременном повышении пластичности. Заметных изменениймикроструктуры при таком нагреве не происходит (рис.

14. 3).11)При увеличении температуры в холодно-деформируемом металле начинаютразвиваться разупрочняющие процессы. При нагреве Т=0,25-0,4 Тпл – возврат –уменьшается количество дефектов. При возврате пластичностьвосстанавливается частично, строчечный характер структуры остается.12) При увеличении температуры в холодно-деформируемом металле начинаютразвиваться разупрочняющие процессы. Рекристаллизация – при Т>0,4Тпл –образование и рост более совершенных зерен из деформированных. Прирекристаллизации пластичность восстанавливается полностью, строчечныйхарактер исчезает, волокнистый характер остается.13) В процессе деформирования происходит размножение дислокации за счетработы источников Франка-Рида, вследствие чего повышается их плотностьρ - суммарная длина дислокации в единице объема (см/см3).

Если в отожженномметалле плотность дислокации составляет ρ≈106 – 108 см-2, то вхолоднодеформированном при больших степенях деформаций она может достигать значения ρ= 1012 см-2. При такой плотности дислокациямстановится тесно,они блокируют друг друга и их подвижность многократно снижается.

По этойпричине снижается пластичность металла и растет его прочностьРис. 14.2. Влияние пластической деформации на механические свойства сплаваАМг5 (при t=20вС)Это явление получило название наклеп. При наклепе металл поглощает часть(10-15%) энергии, затраченной на деформирование, становится энергетическиболее напряженным. Этим объясняется изменение его физических и химическихсвойств: понижение коррозионной стойкости, повышение электросопротивления.Наклепанный металл термодинамически неустойчив, стремится возвратиться впервоначальное, равновесное состояние, восстановить свою структуру исвойства.

При низких температурах (не более 0,1 Тпл) этот процесс затруднен инаклепанное состояние может сохраняться довольно долго.14) Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действиемвнешних усилий. Различают упругую деформацию, которая исчезает послеснятия нагрузки, и пластическую, которая остается после окончания действияприложенных сил.При пластическом деформировании меняется не только внешняя формаметаллического тела, но и его структура, а это влечет за собой изменениемеханических свойств. Под действием внешних усилий первоначальноокруглые зерна вытягиваются в направлении пластического течения и прибольших степенях деформации могут принять форму волоконабРис.

14.1. Структура металла до деформации (а) и после (б)Происходят изменения и во внутреннем строении каждого зерна, котороепредставляет собой совокупность огромного числа элементарныхкристаллических ячеек и содержит дефекты кристаллического строения в видевакансий, инородных атомов и дислокации. Наибольшее влияние на измененияв структуре и свойствах металлов оказывают дислокации. Пластическаядеформация осуществляется путем скольжения одних атомных плоскостейотносительно других, для чего затрачивается энергия внешних сил.

Если вплоскости скольжения имеются дислокации, то затраты энергии надеформирование снижаются в десятки раз, т.к. благодаря им перескокогромного числа атомов, находящихся в плоскости скольжения, из своих узловв соседние совершается не одновременно, а последовательно (эффект домино).Пластическое течение в этом случае осуществляется легко, пластичностьметалла высокая. В процессе деформирования происходит размножениедислокации за счет работы источников Франка-Рида, вследствие чего повышается их плотность ρ - суммарная длина дислокации в единице объема(см/см3).15) Процесс пластической деформации наиболее удобно изучать намонокристаллах металла.

В результате такого изучения установлено, чтопроцесс деформирования может протекать путем скольжения и путемдвойникования. Схема изменений в атомно-кристаллической решетке прискольжении приведена на рис. 50, а. При двойниковании (рис. 50, б)перемещение атомов в определенной, ограниченной части монокристаллапроисходит таким образом, что одна часть монокристалла оказывается как быповернутой по отношению к другой его части, занимая по отношению к нейсимметричное положение.16)Виды пластической деформации: 1) горячая пласт.деф.: хар-ся тем, чтоупрочнение, полученное при пластическом деформировании, полностьюснимается за счет развития процесса рекристаллизации; 2) неполная пласт.деф.:снимается частично за счет развития процесса возврата; 3) холодная пласт.деф.:хар-ся максимальным упрочнением, разупрочняющие процессы не развиваются.17) Температурный интервал обработки металлов ОД – область температурмежду началом и окончанием обработки, в которой металл имеет максимальнуюпластичность, минимальный предел текучести и минимальную склонность кросту зерна.