double arrow

Лекция №5. Физические и кинематические особенности технологических процессов


Физические и кинематические особенности технологических процессов

обработки материалов давлением

Физические особенности

технологических процессов обработки материалов давлением

При обработке металлов давлением используется свойство металлов пластически деформироваться под действием внешних сил. На пластичность металлов оказывает влияние: температура, химический состав, структура, скорость деформации и другие факторы.

При обработке металлов давлением необходимо учитывать некоторые физические особенности процессов:

1. Учет влияния температуры заключается в том, что деформация металла при температурах ниже 0,3 абсолютной температуры плавления называется холодной, а при температурах 0,65 – 0,75 абсолютной температуры плавления – горячей.

2. Необходимо учитывать появление наклепа. При деформировании в холодном состоянии механические и физико-химические свойства металла непрерывно изменяются: твердость, прочность и хрупкость его непрерывно увеличиваются, а пластичность, вязкость, коррозионная стойкость и электропроводность уменьшаются. Это изменение свойств, связанное с деформацией в холодном состоянии, называют наклепом,а металл с деформированной в процессе обработки давлением микроструктурой называют наклепанным.




3. При нагревании металл постепенно переходит из неустойчивого состояния наклепа в устойчивое равновесное состояние, причем этот процесс сопровождается изменением в структуре и свойствах металла. В начале нагревания в наклепанном слое уменьшаются твердость и прочность, возрастает пластичность. Этот процесс называют возвратом металла. При дальнейшем нагреве из обломков деформированных зерен возникают новые зерна, имеющие неискаженную кристаллическую решетку. Процесс образования новых зерен называют рекристаллизацией.

4. Особенности изменения химического состава заключаются в том, что сувеличением в стали содержания углерода, фосфора и серы, марганца и кремния пластичность уменьшается, а при увеличении в ней никеля и ванадия – увеличивается. Различную пластичность имеют и различные металлы.

5. С увеличением скорости деформации сопротивление металла деформированию увеличивается. При скоростях деформации больше предельно допустимых происходит разрушение деформируемого металла.

6. При обработке металлов давлением необходимо учитывать температурные интервалы горячей обработки металлов. Для каждого металла и сплава температура горячей обработки имеет свой верхний и нижний пределы, образующие область нагрева, называемую температурным интервалом обработки. При температуре выше верхнего предела происходит пережог металла, он становится годен только на переплавку; при температурах ниже нижнего предела имеет место наклеп.



Кинематические особенности

технологических процессов обработки материалов давлением

Кинематические особенности технологических процессов ОМД связаны с делением этих процессов на стационарные и нестационарные. В стационарномпроцессе обработки давлением возникающие в металле поддействием деформирующего инструмента векторные поля перемещения и скорости, компоненты тензоров напряжения, деформации и скорости деформации не эависят от времени. К стационарным процессам относятся: прокатка, волочение сплошной и полой заготовки (волочение труб), поперечно-винтовая прокатка и комбинация этих процессов. В некоторых случаях прессование также относят к стационарному процессу.

Деформируемый объем металла, находящийся под непосредственным воздействием инструмента, образует геометрический очаг деформации. Пластическая деформация распространяется за пределы геометрического очага деформации. Компоненты тензора напряжения и скорости деформации постепенно затухают за пределами геометрического очага деформации, образуя фактический очаг деформации, протяженность которого и объем всегда больше геометрического. Одно из существенных преимуществ стационарных процессов обработки давлением - их непрерывность.

В нестационарномпроцессе обработки давлением возникающие в металле поддействием деформирующего инструмента векторные поля перемещения и скорости, компоненты тензоров напряжения, деформации и скорости деформации изменяются со временем в точках пространства. Другая особенность этих процессов заключается в том, что деформирующий инструмент действует на деформируемый металл не непрерывно, а периодически. Нестационарные процессы обычно предназначены для получения заготовок с минимальным припуском для дальнейшей механической обработки или для получения готовых изделий требуемой точности и чистоты поверхности. Производительность нестационарных процессов ниже. К нестационарным процессам относятся кузнечные операции осадки, протяжки, рубки, штамповки объемной и листовой.









Сейчас читают про: