Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для аннзотропни, созданной полосчатостью махроструктуры, характерно, что прочностные характеристики вдоль волохон и поперек волокон отличаются незначительно, в то время как характеристики пластичности (относнтельное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость) вдоль волокон обычно существенно выше, чем поперек волокон. Эту анизотропию свойств прокатанного листового материала, как это будет показано далее, в ряде случаев приходится учитывать при проектировании технологических процессов. Влияние текстуры.
При пластическом деформировании плосхости скольжения поворачиваются в пространстве, уменьшая угол между этими плоскостями и направлением наибольшего удлинения. При прокатке листового металла это приводит к тому, что плоскости скольжения в зернах стремятся расположиться параллельно плоскости листа. Первоначальное беспорядочное расположение плоскостей скольжения, при котором, несмотря на анизотропию свойств в зернах, все поликрнсталлнческое тело имеет практически одинаковые свойства по разным направлениям (квазиизотропное тело), по мере деформирования становится все более упорядоченным, а плоскости скольжения в зернах поликристалла становятся параллельными. В силу исходной хаотичности расположения плоскостей скольжения в полнкристалле углы поворота плоскостей до их параллельного расположения различны, что приводит к тому, что количество зерен с параллельным расположением плоскостей скольжения увеличивается с увеличением деформации.
Преимущественная ориентапзш плоскостей скольжения и кристалаографичесхнх направлений в зернах поликристалла в результате пластического деформировання называется текстурой деформации. При холодной деформации образование текстуры происходит параллельно с образованием вытянутости зерен (нолосчвгости микроструктуры). Текстура, образованная при пластическом деформировании, не всегда устраняется рехристаллизациоиным отжитом, при хотором вытянутые зерна становятся равноосными. Текстуру полнхристалла с равноосными зернами (после рекристаллизации) называют текстурой рекристаллизации.
Так как свойства металла (механические, физические, химические и др.) в монокристаллс различны по разным направлениям, то в поликристалле по мере образования текстуры изотропность свойств нарушается, возникает анизотропия свойств. Текстура существению влияет не только на харахтеристихи пластичности, но и на характеристики прочности (предел текучести, временное сопротивление). Параллельное расположение плоскостей скольжения в зернах листового материала, имеющего текстуру, приводит х тому, что механические свойства в плоскости лисса различны по разным направлениям, а по толщине листа изменяются незначительно. В плосхостях скольжения у металлов с кубической решеткой имеются два взаимно перпендикулярных направления, в которых прочностные характеристики максимальны, а под углом 45' к ним расположены направления, по которым прочностные свойства минимальны. У металлов с гексагональной решеткой таких направлений три, они составляют между собой угол 60'.
Различие механических свойств в плоскости листа может приводить к дополнительной неравномерности распределения деформаций. Именно этой неравномерностью механических свойств объясняется образование фестонов (неодинаковость высот по периметру) прн вытяжке цилиндрических стаканов из круглой заготовки (рис. 1.2). Такие фестоны ("уши") образуются за счет более интенсивного течения металла в направлениях минимального сопротивления пластическим деформациям. У металлов с кубической решеткой образуются четыре фестона, а у металлов с гексагональной решеткой— шесть.
Если свойства металла в плоскости листа одинаковы по всем 22 23 Рис. 1.3. Линии сисиененне 24 25 Рнс. 1.2. Фестоны, сбреэтэещнеси нри еытижис теестуэоееинстс нстеиие направлениям, то фестоны при вытяжке цилиндрических стаканов не образуются. Однако и в этом случае металл может обладать анизотропией (механические свойства по толщине отличны от механических свойств в плоскости листа). Такой металл называют трансверсально изатропным (или же нормально анизотропным). Анизотропию свойств необходимо учитывать при проектировании технологических процессов, причем аниэотропия может оказать как отрицательное, так и положительное влияние на эффективность технологических процессов. Отсюда следует, что сознательное управление анизотропией является одним из путей совершенствования процессов листовой штамповки.
1.5. Некоторые явления, имеющие место при листовой штамповке При штаыпавке листового металла в ряде случаев имеют место явления, связанные со свойствами металла и сказывающиеся на качестве отштампованных деталей: появление линий течения, сезонное растрескивание и старение. Лнинн течения. В условиях двухосного растяжения при малых деформациях иа поверхности детали появляются полосы, как следы местного утонения, расположенные хаотически (сгусиные лапки").
Такие линии называют линиями течения в отличие от линий скольжения (рис. 1.3). Линии сколыкения имеют определенную конфигурацито, соответствуюпсето данному полю напрюкений. У листового металла они проявляются при разноименных схемах напрюкенного состояния, при которых максимальное касательное напряжение расположено в площадках, перпендикулярных или наклоненных к поверхности листовой заготовки.
Линии течения проявляются при двухосном одноименном напряженном состоянии, когда в плоскости заготовки все направления являются главными, а плошддки с макснмальным касательным напряжением расположены под углом 45' к поверхности заготовки. Именно поэтому линии течения имеют хаотический вид, отражая неоднородность свойств металла в плоскости заготовки„а не поля напряжений.
Линии течения портят поверхность детали, например, при штамповке облицовочных деталей автомобиля, которые должны быть гладкимн, и вынуждают перед окраской проводить дополнительные груатовочные работы, с тем чтобы сделать следы местного утонения в линиях течения невидимыми в готовой детали. Линии течения появляются при штамповке из металлов, имеющих площадку текучести при испытании на растяжение (нюкоутлеродистая сталь, молибден, латуни, нейэильбер). Площадка текучести соответствует нарастанию пластической деформации при постоянном деформирующем усилии. Чем больше площадка текучести, тем в большей степени могут проявляться линии течения.
Существуют несколько ппютез, объясняющих появление плошддкн текучести, из которых наибольшей наглядностью обладают гипотеза скелетнай сетки н гипотеза, связанная с "облаками Коттрелла". По обеим этим гипотезам образование площадки текучести объясняется снижением сопротивления отдельных зерен в начале нх пластического деформирования. Так как в первую очередь деформация возникает в зернах с благоприятным ориентированием плосхостей скольжения, то прн снижении сопротивления дефармированню этих зерен прн том же усилии нагрузка на остальные зерна возрастает и в пластическое состояние включаются зерна с менее благоприятным ориентированием плоскостей скольжения.
Этот процесс мавсет продолжаться до перехода в пластическое состояние всех зерен заготовки, что соответствует окончанию деформации на плошдцке текучести и началу деформировавия с упрочнением, при котором для продолжения пластического дефармировання требуется монотонное увеличение деформирующего усилия. При гипотезе скелетной сетки считается, чта оболочки зерен содержат повышенное количество примесей и имеют большее сопротивление деформированню, чем само зерно.
Растресхнвание этих оболочек в начальной стадии деформирования выхлючает их из сопротивления деформированию самих зерен (без оболочек). По второй ппютезе считается, что благодаря силовому взаимодействию полей, созданных дислокациями и инородными атомами, последние кош1ентрируются вокруг дислокаций ("облака Коттрелла"), что приводит к уменьшению потенциальной энергии, нахопленной в зернах. Начало пластической деформации сопровождается движением дислохаций, которые должны выйти нз окружающего их облака инородных атомов. Извлечение дислокаций из этих "облахов" требует больших усилий, чем последующее их движение, что и приводит к снижению сопротивления деформации зерен в начальной стадия деформнрования. Величина площадки текучести, а следовательно, и линий течения при прочих равных условиях увеличивается с уменьшением размеров зерен и увеличением скорости деформирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
