Сущность процесса восстановления деталей пластической деформацией
Глава 6 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ
6.1. Сущность процесса восстановления деталей пластической деформацией
Восстановление деталей при помощи пластической деформации основано на пластичности и способности металлов и сплавов изменять под действием определенной нагрузки свою геометрическую форму без нарушения целостности.
Процесс деформирования металла при восстановлении деталей основан на тех же законах, на которых базируется обработка металлов давлением при изготовлении заготовок. Разница заключается лишь в том, что при восстановлении обрабатывается не заготовка, а готовая деталь с конкретными размерами и формой.
Пластической деформацией восстанавливают детали, изготовленные из материалов, обладающих пластичностью в холодном или нагретом состоянии. Детали, изготовленные из непластичных материалов, а также с малым запасом прочности данным способом не восстанавливаются.
Существуют две разновидности обработки деталей давлением: холодная и горячая. Пластическая (остаточная) деформация при холодной обработке происходит в результате внутрикристаллических сдвигов металла, требующих приложения больших внешних усилии. При этом в деформированных слоях металла происходит изменение физико-механических свойств: пластичность металла снижается, предел текучести, предел прочности и твердость повышается. Такие изменения механических свойств и структуры металла называют наклепом (нагартовкой).
Пластическая деформация осуществляется в результате скольжения и
двойникования. Механизм движения в кристалле непрерывно образующихся новых дислокаций в процессе деформации называют источником Франка-Рида. Двойникование — переориентировка части кристалла относительно плоскости двойнйковання в симметричное положение по отношению к первой части кристалла.
Так как критическое напряжение сдвига при деформировании двойникованием выше, чем при скольжении, то двойники возникают только тогда, когда скольжение затруднено: в случае деформирования при низкой температуре или при высоких скоростях деформации. При скольжении одна часть кристалла смещается относительной другой под действием касательных напряжений по направлениям с наибольшей линейной плотностью атомов и по плоскостям с наибольшим межплоскостным расстоянием. Причем, способность металла к пластической деформации растет с увеличением числа возможных плоскостей и направлений скольжения.
Горячая обработка давлением, как указывалось выше, проводится при температурах выше температуры рекристаллизации. Для сталей она обычно соответствует температурам 1300 — 1500 К. Но нагрев деталей до этих температур приводит к возникновению окалины, обезуглероживанию поверхностного слоя, короблению деталей. Поэтому для снижения влияния температуры стремятся, чтобы она была минимальной, но достаточной для деформации детали на требуемый размер. Нагрев деталей до указанных температур целесообразен только для значительных пластических деформаций. Для углеродистых сталей рекомендуется интервал температур от 600 до 1000 К. Нагрев до температуры 600 К не увеличивает, а снижает пластичность деталей, а нагрев выше' температуры1 1000 К приводит к интенсивному образованию окалины.
Повышение скорости деформации в общем случае ведет к снижению пластичности и увеличению сопротивления деформированию. В условиях холодного деформирования влияние скорости деформирования незначительно, в то время как в условиях горячего деформирования оно весьма ощутимо.
Рекомендуемые материалы
Упрочнение металла в результате пластической деформации называется наклепом, который повышает характеристики прочности и снижает характеристики пластичности (рис. 6.1). В связи с тем что пластическая деформация приводи. металл в структурно неустойчивое, состояние, нагрев способствует протеканию самопроизвольно происходящих процессов, возвращающих металл в более устойчивое структурнее. состояние. Таким образом, процесс изменения структуры в результате нагрева металла после холодной пластической деформации называется рекристаллизацией. Минимальная температура рекристаллизации составляет примерно 0,4 от абсолютной температуры плавлении.
Пластическая деформация при температурах выше температуры рекристаллизации происходит также с образованием сдвигов, но металл детали не получает упрочнения в результате протекания при этих температурах процесса рекристаллизации. Таким образом, холодной обработкой называется обработка давлением (пластическая деформация) при температуре ниже процесса рекристаллизации, которая вызывает упрочнение (наклеп). Горячей обработкой называется обработка давлением (пластическая деформация) при температуре выше температуры рекристаллизации, при которой металл имеет структуру без следов упрочнения.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 8 Распространение света в изотропных и анизотропных средах.
Основными факторами, определяющими процесс восстановления выбракованных деталей давлением, является химический состав и структура металл а, форм а и размеры детали, размеры и характер ее износа. Учитывая перечисленные факторы, технолог определяет режимы и условия деформирования детали исходи из условий получения заданного комплекса эксплуатационных характеристик.
Рнс. 6.1. Закономерности упрочнения металла в
результате пластической деформации:
σ — предел прочности; 6 — пластичность; λ. — степень
деформации
