Plastičnost ovisi o prirodi tvari (njegove hemijski sastav i strukturne strukture), temperaturu, brzinu deformacije, stepen radnog očvršćavanja i stanje naprezanja u trenutku deformacije.
Uticaj prirodna svojstva metal. Plastičnost je u direktnoj proporciji sa hemijskim sastavom materijala. S povećanjem sadržaja ugljika u čeliku, duktilnost se smanjuje. Elementi koji čine leguru kao nečistoće imaju veliki uticaj. Kositar, antimon, olovo, sumpor se ne otapaju u metalu i, nalazeći se duž granica zrna, slabe veze između njih. Tačka topljenja ovih elemenata je niska; kada se zagrijavaju pod vrućom deformacijom, oni se tope, što dovodi do gubitka plastičnosti. Supstitucijske nečistoće manje smanjuju plastičnost od intersticijskih nečistoća.
Plastičnost zavisi od strukturnog stanja metala, posebno tokom vruće deformacije. Nehomogenost mikrostrukture smanjuje duktilnost. Jednofazne legure, pod svim ostalim jednakim uvjetima, uvijek su duktilnije od dvofaznih legura. Faze imaju nejednaka mehanička svojstva, a deformacija je neujednačena. Fino zrnati metali su duktilniji od krupnozrnih. Metal ingota je manje duktilan od metala valjane ili kovane gredice, jer livena struktura ima oštru nehomogenost zrna, inkluzija i drugih nedostataka.
Utjecaj temperature... Na vrlo niskim temperaturama, blizu apsolutne nule, svi metali su krti. Pri proizvodnji konstrukcija koje rade na niskim temperaturama mora se uzeti u obzir niska duktilnost.
Kako temperatura raste, raste duktilnost niskougljičnih i srednje ugljičnih čelika. To je zato što su kršenja granica zrna ispravljena. Ali povećanje plastičnosti nije monotono. U intervalima nekih temperatura uočava se "propadanje" plastičnosti. Dakle, za čisto gvožđe krtost se nalazi na temperaturi od 900-1000 o C. To se objašnjava faznim transformacijama u metalu. Zove se smanjenje plastičnosti na temperaturi od 300-400 ° C krhkost, na temperaturi od 850-1000 o S - crvena lomljivost.
Visokolegirani čelici imaju veliku hladnu duktilnost . Za čelike s kugličnim ležajevima, duktilnost je praktički neovisna o temperaturi. Pojedinačne legure mogu imati raspon povećane duktilnosti .
Kako se temperatura približava tački topljenja, duktilnost naglo opada zbog pregrijavanja i izgaranja. Pregrijavanje se izražava u prekomjernom rastu preddeformisanih metalnih zrnaca. Pregrijavanje se ispravlja zagrijavanjem na određenu temperaturu i naknadnim brzim hlađenjem. Burnout je nepopravljiv brak. Sastoji se od oksidacije granica krupnih zrna. U ovom slučaju, metal je krhko uništen.
Utjecaj radnog očvršćavanja i brzine deformacije... Radno kaljenje smanjuje duktilnost metala.
Učinak brzine deformacije na plastičnost je dvostruk. At vrući rad pritiska, povećanje brzine dovodi do smanjenja plastičnosti, jer radno kaljenje je ispred rekristalizacije. U hladnoj obradi povećanjem brzine deformacije najčešće se povećava duktilnost zbog zagrijavanja metala.
Utjecaj prirode stresnog stanja. Priroda naponog stanja ima veliki uticaj na plastičnost. Sve veća uloga tlačnih napona u općoj shemi naprezanog stanja povećava plastičnost. U uvjetima izražene svestrane kompresije moguće je deformirati čak i vrlo krhke materijale. Shema svestrane kompresije je najpovoljnija za ispoljavanje plastičnih svojstava, budući da je u ovom slučaju intergranularna deformacija otežana i sve deformacije se odvijaju zbog intragranularne deformacije. Sve veća uloga vlačnih napona dovodi do smanjenja plastičnosti. U uvjetima ujednačene napetosti s malom razlikom u glavnim naprezanjima, kada su posmična naprezanja mala za početak plastične deformacije, čak i najplastičniji materijali postaju lomljivi.
Možete procijeniti plastičnost kroz. Ako se povećava, povećava se i plastičnost, i obrnuto. Iskustvo pokazuje da je promjenom stresnog stanja sve moguće čvrste materiječine ga savitljivim ili lomljivim. Dakle plastičnost se ne smatra svojstvom, već posebno stanje supstance.
Kraj rada -
Ova tema pripada sekciji:
OMD teorija
Uvod..formiranje metala od strane OMD-a zasniva se na osnovnim principima mehanike..osnovne metode OMD-a..
Ako trebaš dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:
Šta ćemo sa primljenim materijalom:
Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
| Tweet |
Sve teme u ovoj sekciji:
Elastična i plastična deformacija
Deformacija - promjena oblika i veličine tijela kao rezultat djelovanja na njega spoljne sile... Deformacija je kombinacija tri preklapanja i preklapanja
Defekti u kristalima
Defekti se dijele na točkaste, linearne i volumetrijske. Tačkasti defekti: Prazan prostor (rupa) - najjednostavniji defekt u kristalnoj rešetki, kada
Dislokacije
Dislokacija je linearni defekt kristalne rešetke duž kojeg se prekidaju veze između susjednih atoma i broj najbližih susjeda svakog atoma ne odgovara traženom. D
Promjena svojstava obrađenog metala pri zagrijavanju
Kada se metali zagriju na relativno niske temperature (~ 0,3 Tmelt.), u metalima dolazi do procesa vraćanja ili mirovanja, u kojem je radno kaljeni metal djelomično oslabljen. U toku
Vrijednosti koje karakteriziraju deformaciju tijela
Količina deformacije se procjenjuje po promjeni dimenzija deformabilnog tijela. Postoji nekoliko opcija za karakteristike deformacije. Neka su dimenzije tijela prije deformacije L0 dužina
Volumen tijela tokom plastične deformacije ostaje konstantan
U slučaju pravougaone praznine, zakon konstantnosti zapremine je:
Displaced volume
Displaced volume - zapremina dodana ili uklonjena tokom deformacije u smjeru jedne od osi. Ako uzmemo u obzir deformaciju po visini, pomjereni volumen je proizvod početnog
Opšti slučaj deformacije
U opštem slučaju, deformacija je nelinearna, što znači da pored napetosti ili kompresije u metalu postoji i ugaona
Stopa naprezanja
Brzina deformacije je promjena stepena deformacije po jedinici vremena. Skup svih brzina deformacije opisan je tenzorom brzine deformacije:
Pravilo najmanjeg otpora
Kod OMD-a je ponekad potrebno odrediti odnos između kretanja metala različitim pravcima... Ponekad je to prilično lako učiniti na osnovu zakona konstantnosti volumena. Na primjer, za stan
Vrijednosti koje karakteriziraju stresno stanje tijela
Ako se na tijelo primjenjuju vanjske sile i stvara se prepreka njegovom slobodnom kretanju, tada je tijelo u napetom stanju. Na tijelo djeluju vanjske sile; reakcije ograničenja
Glavna normalna i glavna posmična naprezanja
Kroz tačku tijela u napregnutom stanju možete nacrtati beskonačan broj
Oktaedarska naprezanja
Zajedno sa površinama na koje djeluju glavna normalna i glavna posmična naprezanja
Odnos između napona i deformacija
Eksperimentalno, odnos između deformacija i napona u uvjetima linearnog naprezanja
Odnos generaliziranog naprezanja i generalizirane deformacije
Mehanička svojstva većine metala i legura karakteriziraju krivulje otvrdnjavanja koje nemaju izraženu površinu popuštanja. Takve krive su aproksimirane funkcija snage... U većini
Ravno naprezanje i ravno deformacijsko stanje
U ravnom napregnutom stanju nema naprezanja duž jedne od osi. U tom slučaju može doći do deformacije duž sve tri ose. U drugim slučajevima, deformacije se zanemaruju jedna po jedna.
Ravno naponsko stanje
Znak stanja ravnih naprezanja je: jednakost nuli jednog od normalnih napona i jednakost nuli odgovarajućih tangencijalnih napona. Neka
Ravno deformisano stanje
Znak ravnog deformiranog stanja je odsustvo deformacija duž jedne od osi, na primjer, duž X osi:
Koncept otpornosti na deformacije i plastičnosti
Otpornost na deformacije karakterizira savitljivost obrađenog metala
Superplastičnost
Svi prethodni obrasci su uobičajeni, industrijskim uslovima... Ali pod nizom uslova, uočava se fenomen superplastičnosti, tj. neobično visoka za ovog materijala plastičnost, hara
Metode za procjenu plastičnosti
Za usporedbu plastičnosti, metalni uzorci su podvrgnuti deformaciji pod istim uvjetima. Nakon što je deformacija dovedena do uništenja (ili do njenih prvih znakova), mjeri se rezultirajuća zaostala deformacija, mačka
Faktori koji utječu na otpornost na deformacije
Otpor na deformaciju zavisi od prirode deformisanog metala, temperature, stepena i brzine deformacije, kao i prirode naponskog stanja. Empirijski dobiti vrijednost otpora de
Uvjet plastičnosti za linearno naponsko stanje
Uslov plastičnosti je uslov prelaska elastične deformacije u plastičnu, tj. definira tačku pregiba u dijagramu naprezanje-deformacija. U linearnom naponskom stanju
Posebni slučajevi stanja plastičnosti
Kod OMD-a postoje posebne vrste napregnutih i deformiranih stanja: ravninsko napregnuto, ravno deformisano i osimetrično stanje. Zbog složenosti uslova plastičnosti pri rješavanju
Utjecaj sheme mehaničke deformacije na deformacijsku silu i plastičnost
Prilikom korištenja jednadžbe plastičnosti potrebno je uzeti u obzir ne samo apsolutna vrijednost glavni stresovi, ali i njihov znak. U slučaju istoimene sheme stanja naprezanja, jednadžba plastičnosti ima
Karakteristike trenja kod OMD-a
Uvjeti trenja igraju istu ulogu u izračunavanju stanja naprezanja i deformacije kao i fizičke jednadžbe ravnoteže. Jedina razlika je u tome što trenje djeluje samo na površini interakcije
Vrste trenja. Fizičko-hemijske karakteristike trenja
Trenje obrađenog metala i alata odvija se uz učešće trećih supstanci. Tu spadaju oksidi obrađenog metala i alata, proizvodi abrazije interakcijskih površina i
Mehanizam suvog trenja
Površina bilo kojeg tijela ima nepravilnosti - izbočine i udubljenja za bilo koju kvalitetu završne obrade. Dio izbočina površine jednog tijela pada u udubljenja površine drugog tijela, zbog čega
Mehanizam graničnog trenja
Granično trenje nastaje kada se koriste maziva. Maziva koja sadrže površinski aktivne tvari se adsorbiraju na trljajućim površinama i stvaraju jake filmove. Granični molekuli takvih
Mehanizam tečnog trenja
Priroda tekućeg renija se razlikuje od prirode suhog i graničnog. Fluidno trenje - unutrašnje trenje u zapremini maziva. Našao je primenu u izvlačenju žice. Podmažite, štiteći debeli sloj ruševina
Podmazivanje u OMD-u
Da bi mazivo dovoljno izolovalo deformabilno tijelo od alata, da se ne bi slomilo ili istisnulo, mora imati dovoljnu aktivnost i viskoznost. Ak
Faktori koji utječu na suho i granično trenje
Sila i naprezanje trenja ovise o svojstvima čvrstoće deformabilnog tijela i pravilnosti njihove promjene u procesu deformacije. Zakonitosti promjena svojstava čvrstoće blizu kontaktnih slojeva za
Utjecaj tvrdoće metala i vanjskog pritiska
Zakon suhog trenja u dijelovima mašine je sljedeći: sila trenja T je proporcionalna normalnom opterećenju N i ne ovisi o kontaktnoj površini: T = f * N, gdje je f koeficijent trenja (konstanta)
Faktori koji utiču na trenje fluida
Pod svim ostalim stvarima, hidrodinamička sila trenja je dva reda veličine manja od graničnog i suhog trenja. Stanje površina ne utiče direktno na silu hidrodinamičkog trenja, a na koncept
Trenje za razne vrste OMD-a
1. Trenje valjanja Trenutno se vruće valjanje izvodi u načinu suhog trenja. Hladno valjanje se izvodi pomoću maziva. Hladno valjanje limova i traka
Neujednačena deformacija
Kod jednolične (homogene) deformacije, stanje naprezanja u svim točkama tijela je isto, komponente tenzora naprezanja i smjer glavnih osi se ne mijenjaju pri prolasku iz jedne tačke tijela
Utjecaj oblika alata i obratka na neravnomjernu deformaciju
U većini OMD procesa, oblik obratka se razlikuje od oblika gotov proizvod određuje oblik alata. Obično oblik obratka jednostavnije forme proizvoda, što dovodi do nejednake kompresije oko
Utjecaj vanjskog trenja na neravnomjernost deformacije
Spoljašnje trenje otežava klizanje deformabilnog tijela preko alata. Njegovo djelovanje se širi neravnomjerno po volumenu tijela, najjače je u blizini kontaktne površine i minimalno unutrašnje
Utjecaj neujednačenosti svojstava na neujednačenost deformacije
Nehomogenost svojstava može biti makroskopska (neravnomjerno zagrijavanje, kombinacija različitih metala u jednom ingotu) ili mikroskopska (heterogenost svojstava kristala). Sa nejednakim
Preostala naprezanja
Rezidualni (unutrašnji) naponi su uravnoteženi unutar tijela i prisutni su u njemu bez primjene vanjsko opterećenje... Unutrašnja naprezanja mogu nastati kao rezultat faznih transformacija tokom energije
Metode eliminacije zaostalih naprezanja
Glavna metoda je spriječiti njihovu pojavu pravilnim načinom obrade, u kojem su neravnine minimizirane, a dodatni naponi se uklanjaju tokom procesa deformacije i ne dovode do
Procesi oblikovanja metala temelje se na sposobnosti metalnih materijala da se pod djelovanjem primijenjenog opterećenja transformiraju u plastično stanje. Stoga je za najracionalniji izbor tehnološkog procesa potrebno poznavati faktore pomoću kojih se može kontrolirati plastičnost.
Plastičnost - sposobnost metala da pod dejstvom opterećenja promeni svoj oblik bez razaranja i da ga zadrži nakon uklanjanja opterećenja.
Glavni faktori koji utiču na duktilnost metala tokom obrade pod pritiskom su:
- sastav i struktura kovanog metala;
- dijagram naponskog stanja tokom deformacije;
- temperatura deformacije;
- neujednačena deformacija;
- stopa deformacije;
- stepen deformacije;
- način termičke obrade.
Razmotrimo uticaj svakog od navedenih faktora.
Sastav i struktura kovanog metala. Po pravilu, čisti metali imaju maksimalnu duktilnost. Međutim, zbog niske čvrstoće u čista forma metali se gotovo nikada ne koriste za dobijanje proizvoda. Stoga, u cilju stvaranja kompleksa potrebnih svojstava u metalima, dr hemijski elementi(aditivi za legiranje). Osim toga, metali obično sadrže nečistoće – hemijske elemente koji u metal ulaze prilikom vađenja iz rude, topljenja, zagrijavanja itd. Proces prečišćavanja od nečistoća je često težak ili ekonomski neisplativ, pa je njihov sadržaj u legurama obično ograničen i fiksiran. dozvoljeni sadržaj u razredu odgovarajuće legure. U čelicima, na primjer, nečistoće kao što su Sn, Pb, Sb, B, P, H, O, itd., naglo smanjuju plastičnost.One se jedva otapaju u željezu, nalaze se duž granica zrna, slabeći vezu između njih. Osim toga, tačke topljenja ovih elemenata i njihovih eutektičkih spojeva sa željezom znatno su niže od onih samog željeza. Zbog toga je tokom vruće deformacije sadržaj ovih nečistoća veći prihvatljive granice zbog topljenja može dovesti do potpunog gubitka duktilnosti čelika. Dakle, povećan sadržaj sumpora u čeliku uzrokuje pucanje tokom vruće obrade. Ovaj fenomen se zove "Crvena krhkost". Treba imati na umu da je razlika između legirajućeg elementa i štetne nečistoće prilično proizvoljna. Čak i za jedan metal, koji čini osnovu legure, isti element može djelovati u leguri i kao legirajući element i kao nečistoća. Na primjer, u brojnim legurama aluminija silicij je štetan i njegov sadržaj je ograničen, međutim, postoje legure aluminija u kojima je silicij glavni legirajući dodatak, na primjer legure silumina za livenje.
Njihova struktura ima veliki uticaj na plastičnost legura. Čvrste otopine obično imaju najveću duktilnost među legurama. Heterogenost (heterogenost) strukture legura dovodi do smanjenja plastičnosti. Sa istim hemijskim sastavom, jednofazna legura je duktilnija od dvofazne legure, jer u dvofaznoj leguri faze imaju različita mehanička svojstva i deformacija se odvija neravnomerno. Finozrnati materijal je plastičniji od krupnozrnog, a deformirani materijal je plastičniji od ingota, budući da je livena struktura potonjeg grublja, nehomogena po kemijskom sastavu, ima inkluzije i druge nedostatke porijekla lijevanja.
Dijagram stanja naprezanja tokom deformacije. Odlučio to metalni materijali kada se uslovi promene, deformacija može preći iz krtog stanja u plastično i obrnuto. Stoga je ispravnije pretpostaviti da u prirodi ne postoje tijela sa konstantnim nivoom svojstava, već postoji krto i plastično stanje materije, određeno uvjetima opterećenja tokom deformacije. Istovremeno, povećanje udjela tlačnih naprezanja tijekom deformacije povećava plastičnost metala koji se obrađuje. Metalni materijali pokazuju najveću duktilnost pod svestranom kompresijom. U ovom slučaju intergranularni pomaci su otežani, a sve deformacije se odvijaju zbog intragranularnog pomaka dislokacija. S pojavom vlačnih napona u shemi, plastičnost se smanjuje. Metali imaju najnižu duktilnost pod svestranim zatezanjem. U tehnološkim procesima oblikovanja metala pritiskom, uz rijetke izuzetke, pokušava se izbjeći ovakva šema naponskog stanja.
Temperatura deformacije. Minimalna plastičnost metala uočena je na temperaturama blizu apsolutne nule na Kelvinovoj skali zbog niske termičke pokretljivosti atoma. Približno u temperaturnom opsegu od 0 do (0,2-0,25) Gw „gde je Gpl tačka topljenja na apsolutnoj skali, deformacija se naziva hladnom. Na ovim temperaturama, procesi redukcije metala, kao što je povratak, mogu se zanemariti. Kako temperatura raste, raste i duktilnost metala. U ovom slučaju, deformaciju metala na povišenim temperaturama karakterizira istovremena pojava procesa stvrdnjavanja i omekšavanja. Procesi oporavka, koji smanjuju gustoću dislokacija tijekom vruće deformacije i dovode do smanjenja čvrstoće, mogu biti samo oporavak ili oporavak i rekristalizacija. Procesi omekšavanja tokom vruće deformacije slični su procesima omekšavanja tokom žarenja nakon hladne deformacije. Tako se pri povratku gustoća dislokacija smanjuje kao rezultat povećanja njihove pokretljivosti i praćeno je poravnavanjem dislokacija u zidove (poligonizacija), a tokom rekristalizacije dislokacije se pomjeraju migrirajućim visokokutnim granicama. Budući da procesi oporavka koji se javljaju u procesu deformacije imaju svoje karakteristike, ispravnije je koristiti termine dinamički povratak(tu
broj, dinamička poligonizacija) i dinamička rekristalizacija, za razliku od statičkih procesa oporavka i rekristalizacije koji se javljaju prilikom žarenja nakon deformacije. Za čiste metale povrat se manifestuje na temperaturama koje prelaze (0,25 - 0,30) G PL. Prisustvo nečistoća u metalu otežava kretanje dislokacija i povećava povratnu temperaturu. Povratni tok tokom deformacije smanjuje otpornost metala na deformaciju i povećava njegovu plastičnost, ali se i dalje opaža jačanje metala, iako je njegov intenzitet manji nego kod hladnog deformisanja.
Proces rekristalizacije, prema formuli A. A. Bochvara, za čiste metale počinje na temperaturi od približno 0,4G 11L. Nečistoće podižu ovu temperaturu. Dinamička rekristalizacija se razlikuje od statičke rekristalizacije po tome što se kristalizovana zrna koja se pojavljuju sa malom gustinom dislokacije tokom njihovog rasta postupno kaljuju radom, jer se usled deformacije koja je u toku, gustina dislokacija u njima povećava. Područja koja su se prvo prekristalizirala počinju ranije raditi očvršćavanje i u njima se brže postiže kritična gustina dislokacija potrebna za nukleaciju novih rekristaliziranih zrna, koja se zatim stvrdnjavaju i tako dalje. Grafikoni ovisnosti pravog naprezanja o istinskoj deformaciji, prikazani i za dinamički oporavak i za dinamičku rekristalizaciju (slika 2.6), okarakterizirani su nakon faze deformacijskog stvrdnjavanja stadijem ustaljenog strujanja.
Prilikom odabira načina deformacije, treba imati na umu da na temperaturama blizu tačke topljenja metala, pregrijati ili izgaranje. Prvi fenomen je da, nakon što je dostigao svoje maksimalne vrijednosti u području kolektivne rekristalizacije, plastičnost počinje postupno opadati zbog dalekosežne kolektivne rekristalizacije, što u ovoj fazi dovodi do stvaranja pretjerano grubog zrna. Sa vrlo visoke temperature ah, i čvrstoća i plastičnost mogu se naglo smanjiti, što je uzrokovano prekomjernim izgaranjem - jakom interkristalnom oksidacijom, a ponekad i djelomičnom fuzijom nečistoća na granici zrna. Ako se prva vrsta braka može ispraviti ponovljenom toplinskom obradom radnog komada, tada se izgaranje smatra nepopravljivim brakom i takav se radni komad šalje na pretapanje. Dakle, metali imaju najveću plastičnost u rasponu od temperature rekristalizacije do temperature topljenja. Međutim, gornja granica bi trebala biti ispod temperature oksidacije granice zrna. Važan parametar struktura u proizvodu dobivenom deformacijom na temperaturi iznad temperature
krug rekristalizacije, je veličina zrna koja snažno utiče na mehanička svojstva proizvoda. Zavisnost veličine zrna u metalima nakon deformacije sa naknadnom rekristalizacijom, s jedne strane, od temperature, as druge, od stepena deformacije obično se predstavlja dijagramima volumetrijske rekristalizacije (slika 2.7), koji su prikazani prema rezultate posebno sprovedenih eksperimenata. Ove karte su specifične za svaki metal i leguru i koriste se za odabir temperaturni režim deformacija.
B, MPa
B, MPa
Rice. 2.6. Ovisnost pravog naprezanja 5 od prave deformacije e (brojevi na krivuljama su brzina deformacije, s -1): a- armco gvožđe, 700°C;
6 - čelik sa 0,25% C
Neujednačena deformacija. Glavnim razlozima neravnomjerne raspodjele naprezanja i deformacija u tretiranom tijelu smatra se nehomogenost. fizička svojstva obrađenog materijala, kontaktnog trenja, oblika obratka i radnog alata.
U uslovima neravnomerne deformacije pojedinačni elementi tijela dobijaju različite promjene veličine. S obzirom da se obrađeno tijelo uzima kao kontinuirani medij, one površine koje primaju veliku deformaciju imaju određeni učinak na područja sa manjom deformacijom i obrnuto. Kao rezultat toga, u tijelu nastaju međusobno uravnoteženi dodatni naprezanja, koja nisu određena shemom napreznog stanja uzrokovanog direktno djelovanjem vanjskih sila. Dodatni naponi mogu, u određenim slučajevima
pod uvjetima obrade mijenjati dijagram naponskog stanja deformabilnog tijela. Posebno je opasno pojavljivanje vlačnih naprezanja u pojedinim dijelovima tijela, što može dovesti do uništenja radnog predmeta, iako istovremeno opšta šema naponsko stanje se izražava shemom svestrane kompresije koja je pogodna za ispoljavanje plastičnosti.
Rice. 2.7.
Dodatna naprezanja, koja su međusobno uravnotežena u zapremini deformabilnog tijela (obratka), mogu se podijeliti u tri vrste: naponi prve vrste (zonalni), koji se balansiraju između pojedinih zona ili dijelova obratka; naponi druge vrste, koji su izbalansirani između pojedinačnih zrna izratka; napetosti treće vrste, izbalansirane u jednom zrnu. Primjer neravnomjerne deformacije je formiranje cijevi tijekom narušavanja koje je rezultat trenja između alata i uzorka.
Stopa deformacije. U obradi metala pritiskom razlikuju se dvije brzine: brzina deformacije ili brzina kretanja radnog tijela mašine (čekić, klizač presa, itd.) i brzina deformacije c ili promjena u stepen deformacije r po jedinici vremena, koji se može izračunati pomoću sljedeće formule:
Štaviše, u tradicionalni tipovi obrada metala pritiskom, raspon brzina deformacije varira u rasponu od 10 1 do 10 5 s. "Ova vrijednost je pogodnija za opisivanje utjecaja uvjeta brzine deformacije na plastičnost, jer ne ovisi o veličini obratka. U tom smislu, moguće je pravilno uporediti različite procese obrade metala pod pritiskom, u kojima je moguće deformisati gredice težine nekoliko grama, kao i npr. višetonske ingote. U prvoj aproksimaciji, što je veća deformacija brzina je manja plastičnost.intenzitet zagrevanja je veći, veća je i brzina deformacije.Stoga, tokom hladnog rada, niske stope deformacije imaju mali uticaj na plastičnost Visoke brzine obezbeđuju zagrevanje deformisanog tela, što doprinosi razvoj difuzijskih procesa i, posljedično, neka obnova plastičnosti metala.
Prilikom vruće obrade, brzina deformacije slabije utječe na plastičnost nego kod hladne obrade, budući da se djelovanje visoke temperature prekriva na otvrdnjavanje uslijed djelovanja deformacije, što pospješuje nastanak procesa omekšavanja uslijed ubrzanja difuzije. pokretljivost atoma.
? = br. * 100%
Rice. 2.8. Ovisnost mehanička svojstva legura aluminijuma D1 od stepena redukcije hladnog valjanja
Stepen deformacije. Obično se pod radnim kaljenjem podrazumeva očvršćavanje tokom tretmana pritiskom.
U širem smislu kaljenje rada - to je skup strukturnih promjena i povezanih promjena svojstava tokom plastične deformacije. Prilikom hladnog rada pod pritiskom, sa povećanjem stepena deformacije, raste otpornost na deformaciju (krajnja vlačna čvrstoća, granica popuštanja i tvrdoća), a smanjuju se pokazatelji plastičnosti (izduženje i kontrakcija) (sl. 2.8). Kada se metal deformiše sa stepenom deformacije većim od 50-70%, vlačna čvrstoća i tvrdoća se obično povećavaju za jedan i po do dva, a ponekad i tri puta, u zavisnosti od prirode metala i vrste materijala. tretman pritiskom. Male deformacije (do 10%) u pravilu imaju mnogo jači učinak na granicu tečenja nego na graničnu vlačnu čvrstoću. Pri visokim stupnjevima deformacije u nizu legura, napon tečenja može porasti 5-8 puta ili više.
Relativno izduženje naglo opada čak i uz relativno male deformacije. Snažna deformacija, praćena povećanjem vlačne čvrstoće i tvrdoće za 1,5-2 puta, može smanjiti relativno istezanje za 10-20, a ponekad i 30-40 puta ili više.
Povećanje otpornosti na deformaciju i smanjenje plastičnosti s povećanjem stupnja preliminarne hladne deformacije javlja se kao rezultat povećanja gustoće dislokacija. U kaljenom metalu, zbog povećane gustine dislokacija, otežano je proklizavanje već postojećih, kao i nastanak (generacija) i klizanje „novih“ dislokacija.
Vruća obrada slabije utječe na plastičnost, jer se s povećanjem temperature aktiviraju difuzijski procesi, praćeni povratkom ili rekristalizacijom, što dovodi do djelomične ili potpune obnove plastičnosti.
Način toplinske obrade. Za dobijanje određenog proizvoda obradom pod pritiskom potrebno je deformisati radni komad određenim stepenom deformacije. Postoje slučajevi kada je teško ili nemoguće postići takav stepen deformacije u jednoj operaciji (jedan prolaz tokom valjanja, jedna operacija izvlačenja tokom štancanja lima, itd.). Dakle tehnološki proces podijeliti na nekoliko operacija, na primjer, napraviti nekoliko prijelaza tokom štancanja listova ili nekoliko prolaza tokom valjanja, itd. Za djelomične ili potpuni oporavak koristi se plastičnost nakon operacije tlačne obrade različite vrste srednja termička obrada. Za čelike to može biti žarenje: pretkristalizacija ili rekristalizacija. Za neke aluminijumske kovane legure može se koristiti kaljenje. Vrsta toplinske obrade i njen način odabiru se ovisno o prirodi legure, stupnju deformacije, temperaturi deformacije itd.
Plastika - sposobnost metala da percipira trajnu deformaciju bez razaranja.
Ponekad se pogrešno poistovjećuje s visokom duktilnošću i niskom otpornošću na deformacije. Plastičnost i otpornost na deformacije su različite, neovisne jedna o drugoj, karakteristike čvrstih tijela.
Sposobnost plastične promjene oblika svojstvena je svim čvrstim tvarima, ali je u nekima zanemarljiva i manifestira se samo tijekom deformacije pod posebnim uvjetima.
Faktori koji utiču na plastičnost:
1. Priroda supstance:čisti metali imaju dobru duktilnost, a nečistoće koje formiraju čvrste otopine s metalom manje smanjuju duktilnost od onih koje se u njemu ne otapaju. Plastičnost je posebno značajno smanjena zbog nečistoća koje se talože tokom kristalizacije duž granica zrna;
2. Radno kaljenje: zbog pojave samootvrdnjavanja, pratećeg radnog kaljenja, smanjuje se duktilnost metala;
3. Temperatura: povećanje temperature metala dovodi do povećanja duktilnosti. Na vrlo niskim temperaturama, metal postaje lomljiv. Postoje temperaturni rasponi koji su različiti za različite metale. Kod ugljeničnog čelika primetno smanjenje duktilnosti se nalazi na temperaturama u, tzv krhkost. Ovaj fenomen se objašnjava oslobađanjem najmanjih čestica karbida duž ravni klizanja.
S nedovoljnim sadržajem mangana u niskougljičnom čeliku, nagli pad plastičnosti na temperaturi u crvena lomljivost. Ovaj fenomen nastaje zbog topljenja FeS eutektike koja se nalazi duž granica zrna.
Oštar pad plastičnih svojstava dovodi do izgaranje - defekt nastao kao rezultat dugotrajnog izlaganja metala u zoni visokih temperatura blizu temperature topljenja, praćen oksidacijom površine zrna, slabljenjem međugranularnih veza. Izgaranje je nepopravljiv nedostatak.
Smanjenje plastičnosti je također uočeno kod pregrijavanje - defekt nastao kao rezultat držanja metala u zoni visoke temperature, praćen prekomjernim grubljenjem zrna u području faznih transformacija. Pregrijavanje je kvar koji se može ukloniti i rješava se naknadnom toplinskom obradom;
4. Stopa deformacije: pri vrućoj obradi metala, zbog zaostajanja procesa rekristalizacije od radnog očvršćavanja, povećanje brzine smanjuje plastičnost. Tokom hladnog rada, povećanje brzine deformacije može povećati plastičnost zbog zagrijavanja metala oslobođenom toplinom;
5. Priroda stresnog stanja: Prema stajalištima koja postoje u teoriji obrade metala pritiskom, plastična deformacija nastaje pod utjecajem posmičnog naprezanja, a dolazi do krtog loma. normalni naponi istezanje. Utjecaj naponskog stanja na plastičnost može se procijeniti vrijednošću hidrostatskog tlaka: 
Ako hidrostatički pritisak raste, onda se povećava plastičnost, ako se smanjuje, onda se plastičnost smanjuje. Iskustvo pokazuje da se promjenom stanja naprezanja sve čvrste tvari mogu smatrati plastičnim ili krhkim plastičnost se smatra svojstvom, ali stanjem materije;
Najstrašniji neprijatelj gvozdenih konstrukcija - korozija metala... Ona uništava bilo koga metalni proizvod posebno u uslovima visoka vlažnost... Ne samo željezo je podložno koroziji, već i drugi metali, iako je vrijeme uništavanja proizvoda od njih mnogo duže. Čovječanstvo se neprestano bori protiv uništenja uzrokovanog korozija metala, i stvara razne načine zaštite od toga, ali globalno rješenje problem još nije pronađen, a svake godine desetina metala je uništena korozijom.
Najviše od svega, različiti metali prikupljeni u jednom proizvodu su podložni korozijskom uništavanju. Ako metali imaju različite elektrohemijske potencijale, onda kada su izloženi vlazi, pretvaraju se u elektrode i brzo se uništavaju. Tako se ispostavlja da su svojstva bakra nekompatibilna sa svojstvima željeza i aluminija. Aluminijum je nekompatibilan sa kalajem, a cink sa bakrom.
Elastičnost i plastičnost metala
Osim otpornosti na koroziju i međusobne kompatibilnosti, za upotrebu su važna i druga mehanička svojstva, kao što su npr. čvrstoća, duktilnost metala, njihova elastičnost. Uporedimo žicu istog poprečnog presjeka, ali napravljenu od razni metali... Aluminijska žica se lako lomi, dok bakrene i željezne žice mogu izdržati velika opterećenja. Nije ni čudo što su žice muzički instrumenti, čije su funkcije upravo sposobnost da izdrže velika opterećenja, izrađene su od čelika. Povećana vlačna čvrstoća metala potrebna je i za dalekovode, kablove i mnoge druge strukture. Osim vlačne čvrstoće metala, bitna je i tlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje i drugo.
Ako se tanka čelična ploča savije, a zatim oslobodi, ona će se ispraviti, pokazujući svojstva kao što su elastičnost metala... Često su metalne konstrukcije posebno dizajnirane tako da pokazuju elastičnost. Dakle, elastičnu deformaciju zahtijevaju opruge, klinovi, amortizeri. Ostali proizvodi su dizajnirani tako da je otpornost svedena na minimum. To se prvenstveno odnosi na grede ili razne mehanizme.
Nekretnina nasuprot elastičnost metala naziva se plastičnost. Očituje se u činjenici da proizvod pod utjecajem opterećenja mijenja svoj oblik - deformiše se, ali ne i uništava. I nakon uklanjanja opterećenja, zadržava ovo nova forma... Primjer je ekser koji je savijen pri udaru i ostaje savijen.
Plastičnost metala posebno važno za njih umjetnička obrada metode, utiskivanje, turpijanje, štancanje i mnoge druge. Čvrstoća, duktilnost metala povećava se tokom njihove termičke obrade, kao i kao rezultat termohemijskih efekata; na primjer naugljičenje čeličnih legura ili nitriranje. Od pamtivijeka se za povećanje čvrstoće koristila metoda kao što je površinsko očvršćavanje. Svi znamo izraz kao što je "udaranje u kosu". A to znači stvrdnjavanje radna površina pletenice kovanjem vanjskog sloja metala.
Poteškoće u odabiru savršenog metala
Nemoguće je pronaći metal čija bi svojstva bila idealno prikladna za bilo koji određeni dizajn. Kao primjer, možete uzeti obično jelo - lonac. Dugo vremena za njegovu proizvodnju korišteni su bakar i legure bakra, koje se odlikuju dobrom toplinskom provodljivošću. Međutim, bakreni proizvodi su prebrzo oksidirali i propali. U 18. stoljeću unutrašnja površina lonaca i drugog pribora naučila je kalajisati - nanijeti sloj kalaja koji sprječava oksidaciju.
Najnoviji razvoj istraživača iz Švedske je troslojno posuđe posebne izdržljivosti: vanjski sloj mu je napravljen od bakra koji ima toplinu i toplinu, srednji je od aluminija, a unutrašnji od nehrđajućeg čelika, otporan na oksidaciju.
Glavni faktori koji utiču na duktilnost metala
Veličina plastične deformacije nije neograničena, pri određenim vrijednostima počinje uništavanje metala.
Količina krajnje deformacije zavisi od plastičnosti metala i na nju utiču mnogi faktori.
Uticaj hemijskog sastava. Čisti metali imaju najveću duktilnost. Komponente od legure imaju raznih uticaja na njegovu plastičnost. U čeliku, ugljik i silicij smanjuju duktilnost. Sumpor uzrokuje crvenu lomljivost, fosfor - hladnokrhkost. Mangan neutrališe štetne efekte sumpora. U legiranim čelicima, Cr i W smanjuju duktilnost, dok je Ni, Mo i V povećavaju.
Utjecaj temperature. Kako temperatura grijanja raste, duktilnost metala obično raste, a čvrstoća opada. Istovremeno, ugljične čelike karakterizira prisustvo intervala plave lomljivosti (na temperaturi od 100 ... 400 0 C)
Utjecaj brzine deformacije. Brzina deformacije je promjena stepena deformacije po jedinici vremena d/dt. U općenitom slučaju, s povećanjem brzine deformacije raste napon tečenja i smanjuje se plastičnost. Posebno naglo opada duktilnost visokolegiranih čelika, magnezijuma i legura bakra. Za svaku leguru postoji određena kritična stopa deformacije koju se ne preporučuje prekoračiti. Ovo se mora uzeti u obzir, jer kod nekih vrsta MDM-a razvijaju se značajne stope deformacije (na prešama i mašinama za kovanje - 0,1 ... 0,5 m / s, na čekićima - 5 ... 10 m / s, pri štancanju na brzim čekićima - 20 ... 30 m/s). Mehanička svojstva metala određuju se pri brzinama deformacije do 10 m/s.
Uticaj stresa. Deformabilno stanje metala karakterizira dijagram primijenjenih napona. U ovom slučaju, što je veće tlačno naprezanje i što je manja naprezanje i vlačna deformacija, to je veća plastičnost obrađenog metala. Najveću duktilnost ima metal u uvjetima svestrane neravnomjerne kompresije. Sheme stanja naprezanja u različitim procesima tlačne obrade su različite, zbog čega je vrijednost granične deformacije različita za svaki proces i temperaturno-brzinske uvjete.
Utjecaj tlačne obrade na strukturu i svojstva metala
S povećanjem stupnja deformacije, čvrstoća i tvrdoća metala značajno se povećavaju, dok se plastičnost i žilavost smanjuju; zaostala naprezanja se povećavaju. Metal je kaljen. Ovo stvrdnjavanje metala, uočeno tokom plastične deformacije, naziva se radnim kaljenjem. U tom slučaju se plastična svojstva mogu toliko smanjiti da će daljnja deformacija uzrokovati uništenje. Metal tokom radnog kaljenja karakteriše značajno izobličena kristalna rešetka. Struktura obrađenog metala dobija vlaknastu strukturu. Ova struktura se naziva i trakasta, jer karakteriziraju ga linije nemetalnih inkluzija izduženih u smjeru najveće deformacije. Vlaknastu strukturu karakterizira anizotropija mehaničkih svojstava (u poprečnom smjeru, plastična i duktilna svojstva metala su primjetno veća, dok se karakteristike čvrstoće neznatno razlikuju). Promjene u strukturi i svojstvima metala nakon stvrdnjavanja nisu nepovratne. Stvrdnjavanje se može ukloniti zagrevanjem metala na temperature veće od 0,4T pl. U tom slučaju se formiraju nova ravnoosna zrna, a svojstva metala se vraćaju. Ovaj proces se naziva rekristalizacija, i najniža temperatura, na kojoj počinje proces rekristalizacije i omekšavanja metala, naziva se temperatura rekristalizacije. Za čiste metale je 0,4 T pl, za legure ova temperatura je viša. Rekristalizacijsko žarenje se koristi za povećanje plastičnosti i smanjenje čvrstoće metala.
Hladna i vruća deformacija - razlikuje se u zavisnosti od temperaturno-brzinskih uslova deformacije. U tom slučaju mogu nastati dva suprotna procesa: otvrdnjavanje uzrokovano deformacijom i omekšavanje metala uslijed rekristalizacije.
Shodno tome, hladna deformacija se izvodi na temperaturama ispod temperature rekristalizacije i praćena je kaljenjem metala. Deformacija obratka na temperaturi iznad temperature rekristalizacije praćena je istovremenom pojavom očvršćavanja metala (vrućim radnim kaljenjem) i rekristalizacije.
U ovom slučaju, vruća deformacija se naziva deformacija, koju karakterizira takav omjer brzina deformacije i rekristalizacije, pri kojem se rekristalizacija ima vremena dogoditi u cijelom volumenu obratka, a mikrostruktura se dobiva bez tragova stvrdnjavanja. Da bi došlo do vruće deformacije s povećanjem brzine deformacije, povećava se i temperatura zagrijavanja obratka. Inače će metal imati nepotpuno rekristaliziranu strukturu (nepotpuna vruća deformacija), što dovodi do smanjenja mehaničkih svojstava i plastičnosti.
Tokom vruće deformacije, duktilnost metala je veća, a otpornost na deformaciju je otprilike 10 puta manja nego kod hladne deformacije. Stoga je vruću deformaciju preporučljivo koristiti pri obradi metala i legura teško deformirajućih, niskoplastičnih metala i legura, kao i velikih lijevanih zareza.
Istovremeno, korištenje hladne deformacije omogućava postizanje najbolji kvalitet površinu i veću dimenzionalnu točnost obratka (zbog odsustva sloja kamenca na površini), kao i smanjenje trajanja tehnološkog ciklusa i povećanje produktivnosti rada.
Dobivanje najboljih eksperimentalnih svojstava dijelova može se postići racionalnom kombinacijom hladne i vruće deformacije, kao i izborom broja i načina obrade u procesu proizvodnje.
štancanje metala pod pritiskom