- •Введение
- •Пластическая деформация металла при прокатке
- •Механизм пластической деформации.
- •Элементы теории напряжений.
- •Линейное сжатие.
- •Сжатие по двум перпендикулярным направлениям (одноименная схема).
- •Сжатие - растяжение по двум перпендикулярным направлениям (разноименная схема).
- •Схемы напряженного и деформированного состояний
- •Энергетическое условие пластичности.
- •Величины, характеризующие пластическую деформацию.
- •Наклеп и рекристаллизация.
- •Основы теории прокатки
- •Скорость деформации.
- •Внешнее трение.
- •Захват металла валками.
- •Кинематика процесса прокатки.
- •Поперечная деформация
- •Характеристика прокатного производства.
- •Прокатные изделия.
- •Технологическая схема производства.
- •Исходный материал и его подготовка
- •Температурные условия горячей прокатки.
- •Охлаждение металла.
- •Калибровка прокатных валков.
- •Определение энергосиловых параметров при прокатке.
- •Оборудование для прокатки
- •Прессование металла.
- •Оборудование и инструмент для прессования.
- •Горизонтальные гидропрессы.
- •Определение усилия прессования.
- •Волочение металлов.
- •Волочильный инструмент.
- •Машины для волочения. Роликовые и сборные волоки.
- •Технология волочения.
- •Машины и оборудование для волочения.
- •Прямолинейный волочильный стан
- •Барабанные волочильные станы.
- •Расчет усилий и потребной мощности при волочении.
- •Операции ковки
- •Предварительные операции
- •Основные операции
- •Оборудование для ковки
- •Конструирование кованых заготовок
- •Горячая объемная штамповка
- •Формообразование при горячей объемной штамповке
- •Чертеж поковки
- •Технологический процесс горячей объемной штамповки
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •Горячая объемная штамповка на молотах
- •Геометрическая точность поковок, полученных на молотах
- •Горячая объемная штамповка на прессах
- •Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
- •Ротационные способы изготовления поковок
- •Штамповка жидкого металла
- •Холодная штамповка
- •Объемная холодная штамповка
- •Листовая штамповка
- •Операции листовой штамповки
- •Формообразующие операции листовой штамповки
- •Высокоскоростные методы штамповки
- •Формообразование заготовок из порошковых материалов
Наклеп и рекристаллизация.
При пластической обработке металлов исходные размеры деформируемого тела принимают новую форму и размеры. При этом возрастает количество дефектов в кристаллах, меняется их форма, размеры, пространственная ориентировка.
Совокупность изменения свойств металла в процессе пластической обработки называется наклепом или упрочнением.
Различные металлы упрочняются по разному. Поликристаллы1упрочняются более интенсивно, чем монокристаллы2; металлы с мелкозернистой структурой упрочняется более интенсивно, чем крупнозернистые.
В процессе ОМД наклеп учитывается первое как фактор технологический, определяющий возможность получения изделий данным способом; второе как метод придания изделию необходимых свойств, особенно в сочетании с термообработкой.
В условиях холодной обработки, которая выполняется ниже металла, подвижность атомов небольшая, поэтому исключается снятие внутренних напряжений, наблюдается рост твердости металла, предела текучести и прочности, а также уменьшение пластичности.
Наклеп, при холодной обработке металлов, вызывает понижение пластических свойств, всегда появляется опасность появления трещин, расслоений и других дефектов, такое явление проявляется и в некоторых случаях горячей обработки металлов давлением.
При этом холодной обработкой металлов давлением можно в раза увеличить предел прочности и текучести металла.
В процессе пластического деформирования металла искажается кристаллическая решетка, что вызывает появление термодинамической неустойчивости3структуры металла. В связи с чем холоднодеформируемый металл после некоторого «вылеживания» частично восстанавливает свои свойства: твердость и прочность уменьшаются, улучшается пластичность. Нагревая металл до температуры, повышаем подвижность атомов, обеспечивая активное развитие восстановительных процессов. Заметного изменения размеров зерен или видимой микроструктуры не наблюдается, устраняются локальные искажения кристаллической решетки. Совокупность указанных изменений в холоднодеформированном металле называется возвратом первого рода или отдыхом. Если внутри деформированных кристаллов формируются субзерна4, то этот процесс называется возвратом второго рода или полигонизацией5. При этом субзерна в пределах кристаллографической ориентировки исходных деформированных зерен могут вырасти до весьма больших размеров.
Повышение температуры металла увеличивает амплитуду тепловых колебаний его атомов, а это меняет как поведение самих атомов, так и взаимодействие их друг с другом. Начиная с некоторой температуры, которая зависит от чистоты металла, степенью наклепа и продолжительности процесса (для каждого металла имеется своя температура6), ниже которой рекристаллизация не происходит, создаются условия для роста зерна - объединение зерен в более крупные, обладающие меньшей свободной энергией. С этого момента нагрев холоднодеформированного металла обеспечивает значительные изменение микроструктуры, а сам процесс называется рекристаллизацией7.
Горячая обработка металлов давление происходит при температуре выше , важной особенностью которой является отсутствие в определенных условиях деформационного упрочнения.
При горячей обработке одновременно с деформационным упрочением происходит разупрочнение за счет гомогенизации и рекристаллизации. Горячая ОМД превосходит по объему производства холодную ОМД, находя более широкое применение, чем холодная, несмотря на высокую стоимость и дополнительные технологические трудности, связанных с нагревом. Применение горячей ОМД связано с повышением пластичности и снижением усилий на деформацию. Горячая ОМД применяется, когда требуются значительные абсолютные обжатия изделий больших размеров.
Холодная ОМД используется на заключительных стадиях изготовления изделий, когда необходимо получить точные размеры, высокое качество поверхности и требуемые механические свойства.