Schemat stanu naprężeń. Stan naprężenia charakteryzuje się schematem naprężeń głównych w małej objętości rozmieszczonych w odkształcalnym ciele. Przy całej różnorodności warunków obróbki ciśnieniowej w różnych częściach ciała odkształcalnego, mogą powstać następujące schematy naprężeń głównych (normalnie skierowane naprężenia działające we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach, na których naprężenia ścinające wynoszą zero) (ryc. 17.2): cztery objętości (a), trzy mieszkania(6) i dwa liniowe(w). Dla każdego rodzaju obróbki ciśnieniowej dominuje jeden z przedstawionych schematów.
Prasowanie, walcowanie, kucie na gorąco, kucie charakteryzują się wszechstronnym nierównomiernym ściskaniem. Ten schemat obciążenia jest najkorzystniejszy pod względem osiągnięcia maksymalnego stopnia odkształcenia plastycznego.
W tłoczeniu i rysowaniu arkuszy realizowany jest schemat dwustronnego ściskania z rozciąganiem.
W zależności od działających sił i stosunku ich wielkości ciało ulega deformacji. Zbiór deformacji zachodzących w różnych kierunkach w przestrzeni jest zwykle nazywany zdeformowany stan.
Schemat głównych odkształceń może dać wyobrażenie o charakterze zmiany struktury materiału wyjściowego, kierunku wydłużenia granic ziaren i ziaren. Konstrukcja nabiera charakteru liniowego. Zawarte w nich granice ziaren, zanieczyszczenia i wtrącenia niemetaliczne są rozciągane, tworząc włókna (patrz ryc. 17.1). Te zmiany w zdeformowanym metalu można wykryć wizualnie po wytrawieniu, ponieważ mają one wymiary makroskopowe.
Metal po obróbce ciśnieniowej nabiera wyraźnej anizotropii właściwości. Jednocześnie charakterystyka wytrzymałościowa
Ryż. 17.2.
a - wolumetryczny; b - mieszkanie; w - liniowa wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności w różnych kierunkach - mniej zmienia się niż plastyczne - wydłużenie względne, udarność, a nawet odporność na zużycie.
Wszystkie te cechy mają większą wartość w kierunku włókien niż w poprzek. Wynikająca z tego anizotropia właściwości powinna być brana pod uwagę przy projektowaniu obciążonych części otrzymanych w wyniku odkształcenia plastycznego. W niektórych przypadkach uwzględnienie tych cech może znacznie zwiększyć trwałość części, a także zmniejszyć ich wagę.
Wpływ składu chemicznego i fazowego. Różne metale i ich stopy mają różną ciągliwość i nierówną odporność na odkształcenia plastyczne. Jednak czyste metale zawsze mają większą plastyczność niż ich roztwory stałe, a struktury jednofazowe są bardziej plastyczne niż dwufazowe, zwłaszcza jeśli fazy te różnią się właściwościami mechanicznymi. To samo dotyczy obecności w metalach trudno rozpuszczalnych związków chemicznych.
Wszelkie niejednorodności chemiczne, segregacja, rozpuszczone gazy znacznie zmniejszają zdolność metalu do odkształceń plastycznych, szczególnie w wysokich temperaturach.
W przypadku stopów żelazo-węgiel należy szczególnie podkreślić szkodliwy wpływ nawet niewielkich ilości siarki i fosforu.
Wpływ temperatury. W niskich temperaturach plastyczność metalu maleje z powodu zmniejszenia ruchliwości termicznej atomów. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta plastyczność, a odporność na odkształcenia maleje (ryc. 17.3). Krzywe zmian plastyczności i wytrzymałości nie zawsze są monotonne; z reguły w zakresie temperatur przemian fazowych może dochodzić do wzrostu wytrzymałości i pogorszenia właściwości plastycznych metali. Prawie wszystkie metale i stopy w zakresie temperatur zbliżonym do temperatury
Ryż. 173. Wpływ temperatury nagrzewania stali na jej własności plastyczne (e) i odporność na odkształcenia plastyczne (a c) lidusu wykazuje gwałtowny spadek własności plastycznych – tzw. przedział kruchości temperaturowej (TIC). W tym przedziale właściwości plastyczne są bliskie zeru. Wyjaśnia to fakt, że w tych temperaturach granice ziaren i znajdujące się tam międzykrystaliczne warstwy pośrednie, w tym niskotopliwe zanieczyszczenia, miękną lub topią się, a nawet niewielkie odkształcenie prowadzi do ich zniszczenia. Im czystszy metal, tym krótszy zakres temperatur stanu kruchości i im bliżej temperatury równowagi solidus.
Wpływ szybkości odkształcenia. Szybkość odkształcenia materiału podczas obróbki ciśnieniowej w dużej mierze zależy od prędkości ruchu narzędzia odkształcającego, chociaż nie jest z nim identyczna. Bardziej poprawne byłoby przyjęcie wartości względnej zmiany wymiarów ciała w jednostce czasu w kierunku działającej siły jako szybkości odkształcenia, tj.
gdzie cf jest średnią prędkością narzędzia podczas deformacji;h c p - Średnia wartość deformacje.
Zwykle średnia szybkość odkształcania dla różnych procesów obróbki ciśnieniowej (tabela 17.1) waha się w zakresie KG 12 - 10-V 1.
Wpływ szybkości odkształcenia na ciągliwość metalu jest niejednoznaczny. Podczas obróbki ciśnieniowej na gorąco wzrost szybkości odkształcania zmniejsza ciągliwość metalu. Dotyczy to zwłaszcza obróbki stopów magnezu i miedzi, stali wysokostopowych. Mniej zauważalne zły wpływ zwiększenie szybkości odkształcania podczas obróbki stopy aluminium, stale niskostopowe i węglowe.
Podczas pracy z ciśnieniem w stanie zimnym wzrost szybkości odkształcenia powyżej pewnych wartości prowadzi do wzrostu
Tabela 17.1
Średnie współczynniki odkształcenia dla różnego rodzaju sprzęt do obróbki ciśnieniowej
temperatura obrabianego metalu z powodu uwolnienia znacznego ciepła tarcia na płaszczyznach ślizgowych, które nie mają czasu na rozprzestrzenienie się w przestrzeni. Wzrost temperatury prowadzi do zmiękczenia i wzrostu właściwości plastycznych. Ten efekt może być bardzo znaczący. Na przykład podczas obróbki ciśnieniowej z użyciem urządzeń wybuchowych możliwe jest uzyskanie bardzo znacznych odkształceń plastycznych w zimnym metalu.
Pytania i zadania kontrolne
- 1. Jaki jest mechanizm deformacji plastycznej?
- 2. Jak obecność dyslokacji wpływa na odporność na odkształcenia plastyczne?
- 3. Porównać właściwości metalu odlewanego i metalu odkształconego plastycznie.
- 4. Przy jakim schemacie obciążenia można uzyskać maksymalną wartość odkształcenia plastycznego?
- 5. W jakim zakresie temperatur mieści się zakres temperatur kruchości i co tłumaczy spadek właściwości plastycznych metalu w tym zakresie?
Główne czynniki wpływające na ciągliwość metalu
Wartość odkształcenia plastycznego nie jest nieograniczona, przy pewnych jej wartościach zaczyna się niszczenie metalu.
Wartość odkształcenia końcowego zależy od ciągliwości metalu i ma na nią wpływ wiele czynników.
Wpływ składu chemicznego. Czyste metale mają najwyższą plastyczność. Składniki stopu mają różny wpływ na jego ciągliwość. W stali węgiel i krzem zmniejszają ciągliwość. Siarka powoduje czerwoną kruchość, fosfor powoduje kruchość na zimno. Mangan neutralizuje szkodliwe działanie siarki. W stalach stopowych Cr i W zmniejszają ciągliwość, natomiast Ni, Mo i V ją zwiększają.
Wpływ temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury ogrzewania zwykle wzrasta ciągliwość metalu, a wytrzymałość maleje. Jednocześnie stale węglowe charakteryzują się obecnością przedziału niebieskiej kruchości (w temperaturze 100 ... 400 0 C)
Wpływ szybkości odkształcenia. Szybkość odkształcenia - zmiana stopnia odkształcenia w jednostce czasu d/dt. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem szybkości odkształcenia wzrasta granica plastyczności i maleje plastyczność. Szczególnie gwałtownie spada ciągliwość stali wysokostopowych, stopów magnezu i miedzi. Dla każdego stopu istnieje pewna krytyczna szybkość odkształcania, której nie zaleca się przekraczać. Należy to wziąć pod uwagę, ponieważ przy niektórych rodzajach odkształceń mechanicznych rozwijają się znaczne szybkości odkształcania (na prasach i kuźniach - 0,1 ... 0,5 m / s, na młotach - 5 ... 10 m / s, przy tłoczeniu na młotach o dużej prędkości - 20 .. 30 m/s). Właściwości mechaniczne metali są określane przy prędkościach odkształcenia do 10 m/s.
Wpływ stanu naprężeń. Odkształcalny stan metalu charakteryzuje się schematem zastosowanych naprężeń. Jednocześnie im większe naprężenie ściskające i mniejsze naprężenie rozciągające i odkształcenie, tym większa ciągliwość obrabianego metalu. Metal ma najwyższą plastyczność w warunkach wszechstronnego nierównomiernego ściskania. Diagramy stanów naprężeń w różne procesy obróbki ciśnieniowe są różne, w wyniku czego wartość odkształcenia końcowego jest różna dla każdego procesu i warunków temperaturowo-prędkościowych.
Wpływ obróbki ciśnieniowej na strukturę i właściwości metalu
Wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia znacznie wzrasta wytrzymałość i twardość metalu, podczas gdy ciągliwość i ciągliwość maleją; naprężenia szczątkowe wzrastają. Następuje hartowanie metalu. Takie utwardzanie metalu, obserwowane podczas odkształcenia plastycznego, nazywamy umocnieniem przez zgniot. W takim przypadku właściwości plastyczne mogą się tak bardzo pogorszyć, że dalsze odkształcenie spowoduje zniszczenie. Metal hartujący charakteryzuje się znacznie zniekształconą siecią krystaliczną. Struktura utwardzonego przez zgniot metalu nabiera struktury włóknistej. Ta struktura jest również nazywana pasmową, ponieważ. charakteryzuje się liniami wtrąceń niemetalicznych wydłużonymi w kierunku największego odkształcenia. Włóknista struktura charakteryzuje się anizotropią właściwości mechanicznych (w kierunku poprzecznym właściwości plastyczne i ciągliwe metalu są zauważalnie wyższe, natomiast charakterystyki wytrzymałościowe nieznacznie się różnią). Zmiany w strukturze i właściwościach metalu po hartowaniu nie są nieodwracalne. Stwardnienie można usunąć przez podgrzanie metalu do temperatury powyżej 0,4 T kwadratu. W takim przypadku powstają nowe równoosiowe ziarna i przywracane są właściwości metalu. Proces ten nazywa się rekrystalizacją, a najniższa temperatura, w której rozpoczyna się proces rekrystalizacji i zmiękczania metalu, nazywana jest temperaturą rekrystalizacji. Dla czystych metali jest to 0,4 T pl, dla stopów ta temperatura jest wyższa. Aby zwiększyć plastyczność i zmniejszyć wytrzymałość metalu, stosuje się wyżarzanie rekrystalizujące.
Deformacja na zimno i na gorąco - różni się w zależności od warunków temperaturowych i szybkości deformacji. W tym przypadku mogą wystąpić dwa przeciwstawne procesy: twardnienie spowodowane odkształceniem oraz zmiękczenie metalu spowodowane rekrystalizacją.
Zgodnie z tym deformacja na zimno jest przeprowadzana w temperaturach poniżej temperatury rekrystalizacji i towarzyszy jej hartowanie metalu. Odkształceniu przedmiotu obrabianego w temperaturze powyżej temperatury rekrystalizacji towarzyszy jednoczesne występowanie utwardzania metalu (hartowanie na gorąco) i rekrystalizacji.
W tym przypadku odkształcenie na gorąco nazywa się odkształceniem, charakteryzującym się takim stosunkiem szybkości odkształcenia i rekrystalizacji, przy którym rekrystalizacja ma czas na zajście w całej objętości przedmiotu obrabianego, a mikrostrukturę uzyskuje się bez śladów utwardzenia. Aby nastąpiło odkształcenie na gorąco, wraz ze wzrostem szybkości odkształcania, wzrasta również temperatura nagrzewania przedmiotu obrabianego. W przeciwnym razie metal będzie miał niecałkowicie zrekrystalizowaną strukturę (niepełne odkształcenie na gorąco), co prowadzi do pogorszenia właściwości mechanicznych i ciągliwości.
Przy odkształcaniu na gorąco plastyczność metalu jest wyższa, a odporność na odkształcenie jest około 10 razy mniejsza niż przy odkształcaniu na zimno. Dlatego wskazane jest stosowanie odkształcania na gorąco w obróbce metali i stopów trudno formowalnych, o niskiej ciągliwości, a także wielkogabarytowych kęsów odlewniczych.
Jednocześnie zastosowanie odkształcenia na zimno umożliwia uzyskanie najwyższa jakość powierzchnia i większa dokładność wymiarów przedmiotu obrabianego (ze względu na brak warstwy zgorzeliny na powierzchni), a także skrócenie czasu trwania cyklu technologicznego i zwiększenie wydajności pracy.
Uzyskanie najlepszych właściwości doświadczalnych części można osiągnąć poprzez racjonalne połączenie deformacji na zimno i na gorąco, a także dobór liczby i sposobów obróbki w procesie produkcyjnym.
tłoczenie metali ciśnieniowych,
Na ryc. 2.9 przedstawia wykresy wpływu odkształcenia na zimno na ciągliwość S, wytrzymałość na rozciąganie a b i twardość HB stali miękkiej. Z wykresów widać, że już przy odkształceniu równym 20% obserwuje się 3-krotny spadek plastyczności metalu, wzrost twardości i wytrzymałości o około 1,3 ... 1,4 razy. Dlatego w stanie zimnym nie można uzyskać z tej stali odkuwek o złożonym kształcie, ponieważ metal ulegnie zniszczeniu podczas odkształcenia z powodu niskiej ciągliwości.
Aby zwiększyć ciągliwość obrabianych metali są podgrzewane. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta plastyczność i maleje odporność metali na odkształcenia. Jako przykład rozważmy wpływ temperatury na ciągliwość 5 i wytrzymałość na rozciąganie a stali o zawartości węgla 0,42% (rys. 2.10). Wraz ze wzrostem temperatury odkształcenia od 0 do 300°C odporność na odkształcenie nieznacznie wzrasta, a następnie spada z 760 do 10 MN/m2 przy 1200 °C, czyli spada prawie 76 razy. Natomiast plastyczność tej stali najpierw maleje wraz ze wzrostem temperatury od 0 do 300 °C, następnie gwałtownie wzrasta do temperatury 800 °C, a następnie nieznacznie spada i ponownie przy dalszym wzroście temperatury. wzrasta. Zjawisko zmniejszonej plastyczności w 300°C nazywane jest kruchością niebieską, a w 800°C kruchością czerwoną. Kruchość niebieską tłumaczy się wytrącaniem się najmniejszych cząstek węglików wzdłuż płaszczyzn ślizgowych, które zwiększają odporność na odkształcenia i zmniejszają ciągliwość. Pojawia się czerwona kruchość z powodu tworzenia się w metalu układu wielofazowego o zmniejszonej plastyczności. Ten stan jest charakterystyczny dla niepełnej obróbki na gorąco. W temperaturach kruchości niebieskiej i kruchości czerwonej szczególnie niepożądane jest odkształcanie stali, ponieważ podczas kucia w elemencie mogą powstawać pęknięcia, a w rezultacie wady produktu.
Różne metale i stopy są poddawane działaniu ciśnienia w dobrze określonym zakresie temperatur W \u003d T b ~ T l, gdzie T in i T n są odpowiednio górną i dolną granicą temperatury dla obróbki ciśnieniowej metalu.
Odkształcenie metalu w temperaturze poniżej Tn spowodowane spadkiem ciągliwości może prowadzić do jego zniszczenia. Podgrzanie metalu powyżej temperatury T w prowadzi do defektów struktury metalu, pogorszenia jego właściwości mechanicznych i ciągliwości. Zakresy temperatur do obróbki ciśnieniowej różne metale są różne, ale ich wspólną cechą jest to, że metale mają największą plastyczność w temperaturach przekraczających temperaturę rekrystalizacji.
Wpływ stopnia i szybkości deformacji. Stopień i szybkość odkształcenia mają złożony wpływ na ciągliwość i odporność metalu na odkształcenia. Co więcej, wpływ ten zależy zarówno od ich wartości, jak i od stanu, w jakim metal jest odkształcony - na gorąco lub na zimno.
Stopień i szybkość odkształcenia wywierają jednocześnie na metal działanie wzmacniające i zmiękczające. Tak więc, wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia, z jednej strony wzrasta hartowanie metalu, a w konsekwencji wzrasta również jego odporność na odkształcenia. Ale z drugiej strony wzrost stopnia odkształcenia, intensyfikacja procesu rekrystalizacji, prowadzi do zmiękczenia metalu i zmniejszenia jego odporności na odkształcenia. Jeśli chodzi o szybkość odkształcania, to wraz z jej wzrostem skraca się czas procesu rekrystalizacji, a co za tym idzie utwardzenie wzrasta. Jednak wraz ze wzrostem szybkości odkształcenia ilość ciepła uwalnianego w metalu w momencie odkształcenia wzrasta, co nie ma czasu na rozproszenie środowisko i powoduje dodatkowe nagrzewanie metalu. Wzrostowi temperatury towarzyszy spadek odporności metalu na odkształcenia.
W większości przypadków metal do kucia ręcznego odkształca się w stanie nagrzanym, a wzrost stopnia i szybkości odkształcenia prowadzi do zmniejszenia ciągliwości i wzrostu odporności na odkształcenia.
Wpływ schematu stanów naprężeń. Wzór stanu naprężenia ma znaczący wpływ na ciągliwość, odporność na odkształcenia i całkowitą siłę formowania.
Im wyższe naprężenia rozciągające w metalu odkształcalnym, tym bardziej spada jego ciągliwość i tym bardziej prawdopodobne jest pojawienie się w nim pęknięć. Dlatego należy dążyć do obróbki metalu w taki sposób, aby powstawały w nim naprężenia ściskające i nie było naprężeń rozciągających.
Tak więc metal ma najniższą plastyczność w warunkach odkształcenia zgodnie ze schematem napięcia liniowego (patrz ryc. 2.6, / i 2.7, a) i najwyższą - zgodnie z wszechstronnym nierównomiernym schematem ściskania (patrz ryc. 2.6, iii i 2.11,a). Doświadczalnie ustalono, że stopy nieplastyczne w warunkach jednoosiowego rozciągania są dobrze odkształcane w warunkach równomiernego nierównomiernego ściskania. Na przykład żeliwo podczas rozciągania lub otwartego spęczania (patrz ryc. 2.5) praktycznie nie odkształca się, podczas gdy może podlegać znacznym odkształceniom przez wytłaczanie z siłą P i przeciwciśnieniem P p p zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 2.11 , a.
Znajomość schematów stanów stresu ma ogromne znaczenie praktyczne. Podczas kucia stali wysokostopowych na matrycach płaskich (patrz rys. 2.5) mogą pojawić się pęknięcia na powierzchni beczkowatej przedmiotu obrabianego. Tłumaczy się to tym, że w tej strefie stan naprężenia metalu charakteryzuje się obecnością naprężeń rozciągających o 3 . Jeśli ten przedmiot jest zdenerwowany w trzpieniu (ryc. 2.11, b) lub kuty w wyciętych matrycach (ryc. 2.11, c), wówczas schemat stanu naprężenia metalu będzie odpowiadał wszechstronnemu schematowi kompresji, a zatem pęknięciu formacji można uniknąć.
W nowoczesnej produkcji kucia i tłoczenia półfabrykaty części z niektórych stopów żaroodpornych uzyskuje się tylko przez wytłaczanie, ponieważ przy innych metodach (spęczanie, zginanie, tłoczenie otwarte) obserwuje się niszczenie stopu.
1. Skład chemiczny
Największą plastycznością charakteryzują się czyste metale, najniższą związki chemiczne (większa odporność na ruch dyslokacji).
Dodatki stopowe Cr, Ni, W, Co, Mo - zwiększają plastyczność; C, Si - zmniejszają ciągliwość.
2. Mikro-, makrostruktura
Wraz ze spadkiem wielkości ziarna wzrasta plastyczność (superplastyczność). Niejednorodność ziaren zmniejsza plastyczność.
3. Skład fazowy
Największą plastyczność ma metal o jednorodnej strukturze. Różne fazy posiadające niespójne sieci utrudniają ruch dyslokacji i zmniejszają plastyczność.
Ponadto odkształcają się w różny sposób, co przyczynia się do powstawania pęknięć.
Spadek plastyczności w temperaturach powyżej 800°C związany jest z powstawaniem drugiej fazy - ferrytu resztkowego. Wzrost plastyczności w temperaturach powyżej 1000°C wskazuje na gwałtowny spadek odporności metalu na odkształcenia.
4. Szybkość odkształcenia
Konieczne jest rozróżnienie między prędkością ruchu narzędzia lub prędkością deformacji (V, m / s) a prędkością deformacji - zmianą stopnia deformacji w jednostce czasu (u lub ε, s-1 ),
gdzie L jest długością podstawy próbki poddanej rozciąganiu; Δl - bezwzględne wydłużenie próbki Δl=l-L; t - czas; V to prędkość narzędzia; H, h - odpowiednio wysokość ciała przed i po deformacji; Ah - bezwzględna redukcja Δh = H-h; R jest promieniem pracujących rolek tocznych.
Wraz ze wzrostem szybkości odkształcania maleje plastyczność., ponieważ wymagana liczba dyslokacji nie ma czasu na ruch.
Wzrost plastyczności przy wysokie prędkości odkształcenie tłumaczy się wzrostem temperatury metalu.
5. Środowisko. Niektóre surfaktanty zwiększają plastyczność metalu (kwas oleinowy) - ułatwiają ścinanie plastyczne, inne - przyczyniają się do kruchego pękania (nafta).
Dlatego należy zwrócić należytą uwagę na smary.
Walcowanie w próżni lub w środowisku gazu obojętnego pierwiastków ziem rzadkich (Nb, Mo, Te) nie pozwala na tworzenie filmu tlenkowego, który jest bardzo kruchy. Podczas walcowania w próżni gaz dyfunduje na zewnątrz i metal staje się plastyczny. W USA powstały sklepy z atmosferą ochronną. W mieście Chirchik (Tadżykistan) walcownia działa w zakładzie metalurgicznym z uszczelnionymi zespołami walców, w których wytwarzana jest próżnia.
6. Ułamkowa część odkształcenia
Wzrost rozdrobnienia odkształceń prowadzi do wzrostu plastyczności gatunków stali stopowych.
Walcowanie na młynie planetarnym, ze względu na wysoki stopień odkształcenia, pozwala uzyskać 98% stopnia odkształcenia. Odkształcenie ułamkowe pomaga zmniejszyć niejednorodność konstrukcji metalowej, ułatwia rotację ziaren. Podczas przeładunku następuje zmniejszenie naprężeń szczątkowych między ziarnem a strefami brzegowymi,
7. Mechaniczny schemat deformacji
Najkorzystniejszym schematem odkształcenia plastycznego jest schemat trójstronnego nierównomiernego ściskania. Przy innych niezmiennych warunkach zmniejszenie naprężenia rozciągającego ma korzystny wpływ na właściwości plastyczne metalu.
W przejściu od odkształcenia zgodnie ze schematem jednoosiowego naprężenia do odkształcenia zgodnie ze schematem trójstronnego ściskania teoretycznie możliwe jest 2,5-krotne zwiększenie plastyczności metalu.
W klasycznych doświadczeniach Karmana z prasowaniem marmuru i piaskowca uzyskano wartość 68% stopnia odkształcenia marmuru bez zniszczenia pod wpływem wysokiego ciśnienia hydrostatycznego.
ciśnienie hydrostatyczne
gdzie σ1, σ2, σ3 są głównymi naprężeniami ściskającymi.
Odkształcenie plastyczne występuje z powodu różnicy naprężeń głównych σ1 ~ σ3 = σt.
Podczas walcowania kruchych stopów odlewniczych, w celu zmniejszenia naprężeń rozciągających na krawędziach, stosuje się tzw. „płaszcz” (przed walcowaniem przedmiot obrabiany jest owinięty powłoką z bardzo ciągliwego metalu). W tym przypadku w powłoce powstają naprężenia rozciągające, a metal odkształcalny podlega naprężeniom ściskającym, które zapobiegają pękaniu.
Obiecującym kierunkiem jest zastosowanie hydroekstruzji - wytworzenia pełnego nierównomiernego ciśnienia ściskającego w odkształcalnym metalu pod wpływem cieczy (o czym będzie mowa w dalszej części).
W rzeczywistych procesach zawsze występuje nierównomierność odkształcenia (pomiędzy ziarnami, pomiędzy poszczególnymi obszarami lokalnymi), która powoduje nierównomierność odkształcenia.
8. Współczynnik skali
Im większa objętość korpusu, tym mniejsze są jego właściwości plastyczne, przy czym wszystkie inne czynniki są takie same, należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu procesów MMD i przy projektowaniu sprzętu.
05.04.2019
Winogrona to jagody o krótkim okresie przydatności do spożycia. Nawet w lodówce bardzo szybko staje się ospały, traci swój normalny wygląd. Możesz oczywiście zamrozić go w ...
05.04.2019
Doświadczony specjalista firmy świadczącej usługi w zakresie montażu, naprawy i...
05.04.2019
Kocioł gazowy to urządzenie, za jego pomocą uzyskuje się energię cieplną, która jest wymagana do normalnego ogrzewania pomieszczenia. Jednostki te często...
05.04.2019
Na terenie przedsiębiorstwa metalurgicznego w Taszkencie zaczęli sprowadzać główny sprzęt technologiczny. Grupa firm MetProm działała jako dostawca w...
05.04.2019
Od pierwszego dnia pojawienia się pożyczek zabezpieczonych pożyczkobiorcy mają możliwość wzięcia znacznych kwot pieniędzy na lepszych warunkach niż w przypadku rejestracji…
05.04.2019
Dziś każda firma działająca w branży chemicznej wykorzystuje specjalny sprzęt do wykonywania różnych procedur, w których różne ...
05.04.2019
Znana korporacja z Kanady First Quantum Minerals, która zimą rok bieżący oddał do użytku kopalnię miedzi Cobre Panama w...
05.04.2019
VVGNG-LS to kabel zasilający, który dostarcza energię elektryczną do stacjonarnych (w ramach różnych budynków), jak i mobilnych (w warunkach placu budowy) ...
Plastyczność zależy od charakteru substancji (jej składu chemicznego i struktury strukturalnej), temperatury, szybkości odkształcenia, stopnia utwardzenia oraz stanu naprężenia w momencie odkształcenia.
Wpływ naturalnych właściwości metalu. Plastyczność jest bezpośrednio zależna od składu chemicznego materiału. Wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali spada ciągliwość. Pierwiastki tworzące stop jako zanieczyszczenia mają duży wpływ. Cyna, antymon, ołów, siarka nie rozpuszczają się w metalu i znajdujące się wzdłuż granic ziaren osłabiają wiązania między nimi. Temperatura topnienia tych elementów jest niska, po podgrzaniu do odkształcenia na gorąco topią się, co prowadzi do utraty ciągliwości. Zanieczyszczenia substytucyjne zmniejszają plastyczność mniej niż zanieczyszczenia śródmiąższowe.
Plastyczność zależy od stanu strukturalnego metalu, zwłaszcza podczas odkształcania na gorąco. Niejednorodność mikrostruktury zmniejsza plastyczność. Stopy jednofazowe, ceteris paribus, są zawsze bardziej plastyczne niż dwufazowe. Fazy nie są takie same właściwości mechaniczne, a odkształcenie jest nierównomierne. Metale drobnoziarniste są bardziej plastyczne niż gruboziarniste. Metal wlewków jest mniej plastyczny niż metal walcowanego lub kutego kęsa, ponieważ odlewana struktura ma ostrą niejednorodność ziaren, wtrąceń i innych wad.
Efekt temperatury. W bardzo niskich temperaturach, bliskich zera bezwzględnego, wszystkie metale są kruche. Przy wytwarzaniu konstrukcji pracujących w niskich temperaturach należy wziąć pod uwagę niską ciągliwość.
Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta ciągliwość stali nisko- i średniowęglowych. Wyjaśnia to fakt, że naruszenia granic ziarna są korygowane. Ale wzrost plastyczności nie jest monotonny. W przedziałach określonych temperatur obserwuje się „zaburzenie” plastyczności. Tak więc w przypadku czystego żelaza kruchość występuje w temperaturze 900-1000 ° C. Wynika to z przemian fazowych w metalu. Nazywa się spadek plastyczności w temperaturze 300-400 ° C niebieska kruchość, w temperaturze 850-1000 ok. C - czerwona kruchość.
Stale wysokostopowe mają większą ciągliwość na zimno . W przypadku stali na łożyska kulkowe ciągliwość jest praktycznie niezależna od temperatury. Poszczególne stopy mogą charakteryzować się podwyższoną ciągliwością .
Gdy temperatura zbliża się do temperatury topnienia, ciągliwość gwałtownie spada z powodu przegrzania i przepalenia. Przegrzanie wyraża się nadmiernym rozrostem ziaren wstępnie zdeformowanego metalu. Przegrzanie jest korygowane przez podgrzanie do określonej temperatury, a następnie szybkie schłodzenie. Burnout to niepoprawne małżeństwo. Polega na utlenianiu granic dużych ziaren. W tym przypadku metal jest kruchy.
Wpływ umocnienia zgniotowego i szybkości odkształcenia. Hartowanie zmniejsza ciągliwość metali.
Wpływ szybkości odkształcenia na plastyczność jest dwojaki. Podczas pracy na gorąco pod ciśnieniem wzrost prędkości prowadzi do spadku plastyczności, ponieważ. utwardzanie wyprzedza rekrystalizację. Podczas obróbki na zimno wzrost szybkości odkształcenia najczęściej zwiększa ciągliwość w wyniku nagrzewania metalu.
Wpływ charakteru stanu naprężenia. Charakter stanu naprężenia ma duży wpływ na plastyczność. Wzrost roli naprężeń ściskających w ogólny schemat stan zestresowany zwiększa plastyczność. W warunkach silnej kompresji na całym obwodzie możliwe jest odkształcenie nawet bardzo kruchych materiałów. Schemat kompresji wszechstronnej jest najkorzystniejszy dla przejawów właściwości plastycznych, ponieważ w tym przypadku utrudnione jest odkształcenie międzykrystaliczne, a wszelkie odkształcenia przebiegają z powodu odkształcenia wewnątrzziarnistego. Wzrost roli naprężeń rozciągających prowadzi do spadku plastyczności. W warunkach równomiernego naprężenia z niewielką różnicą naprężeń głównych, gdy naprężenia ścinające są małe dla początku odkształcenia plastycznego, nawet najbardziej materiały plastikowe są kruche.
Plastyczność można ocenić za pomocą . Jeśli wzrasta, zwiększa się plastyczność i odwrotnie. Doświadczenie pokazuje, że poprzez zmianę stanu naprężenia możliwe jest uczynienie wszystkich ciał stałych plastycznymi lub kruchymi. Dlatego plastyczność jest uważana nie za właściwość, ale za szczególny stan materii.
