3.2,5-7.Влияние схемы напряженного состояния на пластичность и сопротивление деформированного сплава.

Большое влияние на величину пре­дельной деформации оказывает схема напряженного состояния. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напря­жений и увеличении сжимающих. В этих условиях (схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы типа мрамора могут полу­чать пластические деформации. Однако при реализации такой схемы с большим значением суммарного сжимающего на­пряжения (гидростатического давления) возрастают действующие на деформи­рующий инструмент давления, которые ограничиваются экономически опра­вданной стойкостью инструмента.

Для каж­дых операций, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации.

Сжатие между плоскостями инст­румента— осадка, характеризуется сво­бодным пластическим течением метал­ла между поверхностями инструмента. Схема напряженного со­стояния — всестороннее неравномерное сжатие из-за наличия сил трения на контакте между инструментом и заго­товкой.

Ротационное, обжатие вращающимися валками обусловливается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым последняя перемещается в за­зоре между валками, одновременно де­формируясь.

Затекание металла в полость инст­румента— схема деформи­рования, являющаяся сутью объемной штамповки. Металл заготовки запол­няет полость специального инструмен­та — штампа, называемую его ручьем, приобретая его форму и размеры. Затеканию металла в полость шта­мпа препятствуют силы трения; схема напряженного состояния — всестороннее неравномерное сжатие.

Выдавливание Длина выдавленной части относится к пере­мещению пуансона , как площади поперечного сечения исходной заготов­ки и выдавленной части. Чем больше это отношение, тем больше значение суммарного сжимающего напряжения, развиваемого в металле при выдав­ливании.

Волочение заключается в протягивании заготовки через сужа­ющееся отверстие в инструменте, на­зываемом волокой ; площадь попереч­ного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия волоки, а следовательно, длина (из условия постоянства объема при пластической деформации) увели­чивается. Вследствие того, что к заготовке при волочении приложена тянущая сила, в отверстии волоки и после выхода из нее металл испыты­вает растягивающие напряжения.

Влияние температуры на пластичность и сопротивление деформированного сплава.

С повышением температуры увели­чиваются значения максимально дости­жимых деформаций, а сопротивление деформированию уменьшается.

Все металлы и спла­вы имеют тенденцию к увеличению пластичности и уменьшению сопротив­ления деформированию при повышении температуры в случае выполнения ряда требований, предъявляемых к процессу нагрева. Так, каждый металл должен быть нагрет до вполне определенной максимальной температуры. Если на­греть, например, сталь до температуры, близкой к температуре плавления, на­ступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ.

Ниже зоны температур пережога на­ходится зона температур перегрева. Явление перегрева заключается в рез­ком росте размеров зерен.

Максимальную температуру нагрева, т.е.. температуру начала горячей об­работки давлением, следует назначать такой, чтобы не было пережога и пе­регрева.

Заготовка должна быть равномерно нагрета по всему объему до требуемой температуры. Разность температур по сечению заготовки приводит к тому, что вследствие теплового расширения между более нагретыми поверхност­ными слоями металла и менее нагре­тыми внутренними слоями возникают напряжения. Последние тем больше, чем больше разность температур по сечению заготовки, и могут возрасти настолько, что в центральной зоне с растягивающими напряжениями при низкой пластичности металла образу­ются трещины.

При высоких температурах на повер­хности стальной заготовки интенсивно окисляется не только железо, но и уг­лерод; происходит так называемое обез­углероживание.

Влияние температурно-скоростных условий на пластичность и сопротивление деформированного сплава.

Влияние температуры металла на практике нельзя рассматривать в от­рыве от скоростных условий дефор­мирования. Скорость деформирования при ней должна обес­печить полное протекание процесса ре­кристаллизации, скорость которой за­висит от температуры. С увеличением скорости деформации при постоянной температуре увеличивается влияние упрочнения над рекристаллизационным разупрочнением и давления при той же деформации возрастают . Поэтому для некоторых особо чувст­вительных к увеличению скорости де­формирования сплавов, например алю­миниевых и магниевых, горячее дефор­мирование рекомендуется осуществлять на тихоходных гидравлических прессах, а не на молотах.

В процессе деформирования необхо­димая для этого энергия превращается в тепловую. При деформировании с не­большими скоростями выделяющаяся по плоскостям скольжения теплота рас-сеивается и не оказывает заметного воздействия на процесс деформирова­ния. Однако при деформации ненагре­той заготовки с очень большими ско­ростями (например, 20 м/с и более) выделяющаяся при деформировании те­плота может давать эффект увеличения пластичности и снижения сопротивле­ния деформированию.