1. Пластическая деформация моно- и поликристаллических тел. Холодная и горячая деформация в процессе обработки давлением (од) и сварки в твердом состоянии.

ОД – технологические процессы формоизменения за счет ПД в результате воздействия на деформируемое тело внешних сил.При ПД атомы смещаются относительно друг друга на расстояния, большие межатомных, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия, в результате смещения в определенных параллельных плоскостях, без существенного изменения расстояния между этими плоскостями. Скольжение одной части кристаллической решетки относительно другой происходит по пл-м наиболее плотного размещения атомов (плоскостям скольжения). В реальных металлах крист. решетка имеет линейные дефекты (дислокации), перемещение которых облегчает скольжение.

Холодная деформация – хар-ся изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металлов (рис.3.1а). При ХД формоизменение сопровождается изменением механических и физико-химических свойств металла. Это явление называется наклеп. Металл становится более твердым, но менее пластичным.

Упрочнение возникает вследствие поворота плоскостей скольжения, накопления дислокаций у границ зерен. Наклеп м.б. устранен с помощью ТО(отжиг). Явление зарождения и роста новых равноосных зерен называется рекристаллизацией.

Горячей деформацией – деформация, характеризующаяся таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором рекристаллизация успевает произойти во всем объеме заготовки и микроструктура после ОД оказывается равноосной без следов упрочненияю (рис.3.1б). Чтобы обеспечить условия протекания ГД, приходится с увеличением ее скорости повышать тем-ру нагрева заготовки (для увеличения скорости рекристаллизации). При ГД сопротивление деформированию примерно в 10 раз меньше, чем при ХД. При ГД пластичность металла выше, чем при ХД. Поэтому ГД целесообразно применять при обработке труднодеформируемых, малопластичных металлов и сплавов. ХД без нагрева заготовки позволяет получть большую точность размеров и лучшее качество поверхности по сравнению с ОД при достаточно высоких температурах. Влияние ХД на св-ва металла можно использовать для улучшения эксплуатационных свойств деталей.

24

2. Влияние условий деформирования и схемы напряженного состояния на пластичность и сопротивление деформированию сплавов.

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 ПД. Однако при реализации такой схемы с большим значением суммарного сжимающего напряжения (гидростатического давления) возрастают действующие на деформирующий инструмент давления.

Напряженное состояние характеризуется схемой главных напряжений, действующих в элементарно малом объеме, выделенном в деформируемом теле.

Главными называют нормальные напряжения, действующие в трех взаимноперпендикулярных площадках, на которых касательные напряжения равны нулю. Всего имеется девять схем главных напряжений: четыре объемные, три плоские и две линейные. При обработке металлов давлением встречаются две объемные схемы напряженного состояния:1) объемное трехосное сжатие металла, когда по всем трем осям действуют главные напряжения сжатия. Эта схема наблюдается при свободной ковке, объемной штамповке, прокатке, прессовании.

2) объемное напряженное состояние металла, когда по двум осям действуют главные напряжения сжатия, а по третьей – главное напряжение растяжения. Эта схема наблюдается при волочении и в некоторых случаях листовой штамповки.

Схема главных напряжений позволяет судить о пластичности металла. Чем большую роль играют напряжения сжатия, тем выше пластичность металла в процессе его обработки. Поэтому, например, пластичность металла при прессовании выше, чем при волочении. Повысить сжимающие напряжения при обработке давлением можно, например, оказывая боковое давление на металл жесткими стенками инструмента.

Деформированное состояние в элементарно малом объеме металла характеризуется схемой главных деформаций. Главными называются деформации в направлении трех осей, перпендикулярных к площадкам, в которых касательные напряжения отсутствуют. При обработке давлением различают три схемы главных деформаций:

1) по двум осям – главные деформации сжатия, по третьей – главная деформация растяжения. Эта схема наблюдается при волочении и прессованию.

2) по одной оси – главная деформация сжатия, а по двум другим – главные деформации растяжения. Эта схема наблюдается при прокатке узкой полосы на гладкой бочке, при прокатке в калибрах, при свободной ковке и объемной штамповке.

3) по одной оси – главная деформация сжатия, по второй – главная деформация растяжения, а по третьей деформации не происходит. Эта схема наблюдается при прокатке широкой полосы на гладких валках, в некоторых случаях листовой штамповки.

Схема главных деформаций дает представление о характере формирования волокна и зерен. Максимальная главная деформация определяет текстуру деформации, предопределяет физико-механические свойства металла при обработке давлением.

26