Влияние схемы напряженного состояния на пластичность и сопротивление деформированного сплава
3.2,5-7.Влияние схемы напряженного состояния на пластичность и сопротивление деформированного сплава.
Большое влияние на величину предельной деформации оказывает схема напряженного состояния. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напряжений и увеличении сжимающих. В этих условиях (схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы типа мрамора могут получать пластические деформации. Однако при реализации такой схемы с большим значением суммарного сжимающего напряжения (гидростатического давления) возрастают действующие на деформирующий инструмент давления, которые ограничиваются экономически оправданной стойкостью инструмента.
Для каждых операций, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации.
Сжатие между плоскостями инструмента— осадка, характеризуется свободным пластическим течением металла между поверхностями инструмента. Схема напряженного состояния — всестороннее неравномерное сжатие из-за наличия сил трения на контакте между инструментом и заготовкой.
Ротационное, обжатие вращающимися валками обусловливается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым последняя перемещается в зазоре между валками, одновременно деформируясь.
Затекание металла в полость инструмента— схема деформирования, являющаяся сутью объемной штамповки. Металл заготовки заполняет полость специального инструмента — штампа, называемую его ручьем, приобретая его форму и размеры. Затеканию металла в полость штампа препятствуют силы трения; схема напряженного состояния — всестороннее неравномерное сжатие.
Выдавливание Длина выдавленной части относится к перемещению пуансона , как площади поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части. Чем больше это отношение, тем больше значение суммарного сжимающего напряжения, развиваемого в металле при выдавливании.
Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой ; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия волоки, а следовательно, длина (из условия постоянства объема при пластической деформации) увеличивается. Вследствие того, что к заготовке при волочении приложена тянущая сила, в отверстии волоки и после выхода из нее металл испытывает растягивающие напряжения.
Влияние температуры на пластичность и сопротивление деформированного сплава.
Рекомендуемые материалы
С повышением температуры увеличиваются значения максимально достижимых деформаций, а сопротивление деформированию уменьшается.
Все металлы и сплавы имеют тенденцию к увеличению пластичности и уменьшению сопротивления деформированию при повышении температуры в случае выполнения ряда требований, предъявляемых к процессу нагрева. Так, каждый металл должен быть нагрет до вполне определенной максимальной температуры. Если нагреть, например, сталь до температуры, близкой к температуре плавления, наступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ.
Ниже зоны температур пережога находится зона температур перегрева. Явление перегрева заключается в резком росте размеров зерен.
Максимальную температуру нагрева, т.е.. температуру начала горячей обработки давлением, следует назначать такой, чтобы не было пережога и перегрева.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Пути решения проблем развития коммуникативных способностей.
Заготовка должна быть равномерно нагрета по всему объему до требуемой температуры. Разность температур по сечению заготовки приводит к тому, что вследствие теплового расширения между более нагретыми поверхностными слоями металла и менее нагретыми внутренними слоями возникают напряжения. Последние тем больше, чем больше разность температур по сечению заготовки, и могут возрасти настолько, что в центральной зоне с растягивающими напряжениями при низкой пластичности металла образуются трещины.
При высоких температурах на поверхности стальной заготовки интенсивно окисляется не только железо, но и углерод; происходит так называемое обезуглероживание.
Влияние температурно-скоростных условий на пластичность и сопротивление деформированного сплава.
Влияние температуры металла на практике нельзя рассматривать в отрыве от скоростных условий деформирования. Скорость деформирования при ней должна обеспечить полное протекание процесса рекристаллизации, скорость которой зависит от температуры. С увеличением скорости деформации при постоянной температуре увеличивается влияние упрочнения над рекристаллизационным разупрочнением и давления при той же деформации возрастают . Поэтому для некоторых особо чувствительных к увеличению скорости деформирования сплавов, например алюминиевых и магниевых, горячее деформирование рекомендуется осуществлять на тихоходных гидравлических прессах, а не на молотах.
В процессе деформирования необходимая для этого энергия превращается в тепловую. При деформировании с небольшими скоростями выделяющаяся по плоскостям скольжения теплота рас-сеивается и не оказывает заметного воздействия на процесс деформирования. Однако при деформации ненагретой заготовки с очень большими скоростями (например, 20 м/с и более) выделяющаяся при деформировании теплота может давать эффект увеличения пластичности и снижения сопротивления деформированию.
