2015-06-05
2070
При всех технологических методах обработки металлов давлением происходит пластическая деформация. В поликристаллических телах - металлах - пластическая деформация происходит главным образом за счет деформаций сдвига в отдельных кристаллитах (зернах). Поэтому вначале рассмотрите механизм пластической деформации монокристалла – скольжение и двойникование, а затем деформацию металла, имеющего поликристаллическое строение. Изменение кристаллической структуры металла при пластическом деформировании приводит к изменению его физико-механических свойств: увеличению прочности и твердости, снижению пластичности. Совокупность изменения свойств в результате изменения структуры при пластическом деформировании называют упрочнением или наклепом.
При нагревеметалла, получившего упрочнение, увеличение энергии томов при определенной температуре приводит к качественному изменению структуры зарождению и росту новых равноосных зерен с неискаженной кристаллической решеткой взамен деформированных. Это явление называют рекристаллизацией, которая происходит при определенных для каждого металла температурах. В зависимости от температуры, при которой происходит процесс деформирования, различают деформацию холодную и горячую. Для холодной характерен наклеп или упрочнения, для горячей - рекристаллизация или разупрочнение. Рассматривая изменения в строении металла при пластическом деформировании, необходимо учитывать, что металлы содержат неметаллические включения, которые располагаются между зернами поликристалла. При деформировании эти включения вытягиваются вдоль направления деформации, обусловливая различие свойств металла в разных направлениях. Таким образом, свойства получаемых обработкой давлением изделий определяются условиями, при которых происходит пластическая деформация. От этих условий зависят и технологические свойства деформируемого металла - пластичность и сопротивление деформированию. Для получения изделий необходимой формы и качества необходимо знать основные законы пластического деформирования и влияние условий обработки на свойства деформируемого металла.
При разработке процессов обработки давлением считают, что объем металла до деформации равен объему металла после деформации (закон постоянства объема) и каждая точка деформируемого тела перемешается в направлении наименьшего сопротивления (закон наименьшего сопротивления). Перемещению металла противодействуют силы трения, возникающие на поверхностях контакта деформирующего инструмента и металла заготовки. Трение изменяет схему приложения сил, оказывающих влияние на пластичность и сопротивление деформированию металла. Эти свойства зависят также от химического состава сплава, его предшествующей обработки, температуры и скорости деформирования.
Литература: [1], разд. 3. гл. I, § 3.
Нагрев металлов перед обработкой давлением. Нагрев металла перед пластическим деформированием производят с целью повышения его пластичности и уменьшения сопротивления деформированию. Каждый металл и сплав можно нагревать до определенной температуры. Например, сталь 10 можно нагревать до 12500 С а инструментальную сталь У10 - до 11500 С. Превышение температур выше допустимой приводит к образованию в изделии того или иного брака {перегрева, пережога). С уменьшением температуры пластичность металла снижается, сопротивление деформированию увеличивается, уменьшается интенсивность окисления поверхности.
Нагрев металла перед обработкой давлением является важной вспомогательной операцией, от которой в значительной степени зависит качество, производительность и стоимость готовой продукции. Поэтому к нагреву предъявляют такие требования, как равномерность температуры но сечению заготовки, ее минимальное окисление и обезуглероживание. Большое значение для качества металла имеет скорость нагрева: при медленном нагреве снижается производительность, увеличивается окисление и обезуглероживание; при быстром - в заготовке появляются трещины. Склонность к образованию трещин тем больше, чем больше размеры заготовки и меньше теплопроводность металла.
Большая номенклатура нагреваемых заготовок и условий производства обусловливает многообразие применяемых нагревательных устройств, которые делят на печи и электронагревательные устройства. Знакомясь с принципом их работы и конструкцией, обратите внимание на технологические возможности печей и электронагревательных устройств и области их рационального применения.
Литература: [1], разд. 3, гл. 11, § 1 - 2.
