3. Влияние температуры и скорости деформирования на пластичность и сопротивление деформированию. Хпд и гпд при обработке металлов давлением.

Влияние температуры

Качественная зависимость пластичности от температуры представлена на рис.Влияние температуры неоднозначно. Малоуглеродистые и среднеуглеродистые стали, с повышением температуры, становятся более пластичными (1). Высоколегированные стали имеют большую пластичность в холодном состоянии (2). Для шарикоподшипниковых сталей пластичность практически не зависит от температуры (3) . Отдельные сплавы могут иметь интервал повышенной пластичности (4). Техническое железо в интервале 800…1000 ⁰С характеризуется понижением пластических свойств (5). При температурах, близких к температуре плавления пластичность резко снижается из-за возможного перегрева и пережога.

Для углеродистых сталей в интервале температур 100–300^оС, называемом зоной синеломкости, пластичность несколько уменьшается, а прочность возрастает. Это явление объясняется выпадением мельчайших частиц карбидов по плоскостям скольжения при деформации. Пластичность также несколько снижается в области фазовых превращений.Резкое снижение пластичности при высоких температурах связано с чрезмерным ростом зерен. Это явление называется перегревом. Структуру перегретой стали в большинстве случаев можно исправить отжигом. При нагреве стали до температуры, близкой к температуре плавления, происходит образование оксидов по границам зерен и расплавление легкоплавких межзеренных прослоек, что приводит к появлению трещин и потере пластичности. Это явление называется пережогом. Оно не устраняется термической обработкой, и пережженный металл отправляется на переплавку.

Влияние скорости деформации

Скорость деформации – это изменение степени деформации в единицу времени . В общем случае с увеличением скорости деформации пластичность падает. Особенно резко уменьшается пластичность некоторых высоколегированных сталей, магниевых и медных сплавов. Это можно объяснить при обработке нагретого металла влиянием двух противоположных процессов: упрочнения при деформации и разупрочнения вследствие рекристаллизации. При больших скоростях деформации разупрочнение может отставать от упрочнения. Однако при очень больших скоростях деформации пластичность металла вновь возрастает (штамповка взрывом, на высокоскоростных молотах). Это объясняется тем, что теплота, в которую переходит работа деформации, не успевает рассеяться и приводит к разогреву деформируемого металла, и как следствие, к повышению пластичности. 27

4. Нагрев металла при од: выбор температурного интервала нагрева, возможные дефекты при нагреве заготовок.

Процесс ПД металла при обработке давлением м.б. представлен графической зависимостью действующих давлений от соответствующих ПД (рис.3.3). При ХПД растет величина необходимых для этого напряжений и уравновешивающих их в каждый момент времени внешних сил, прикладываемых к деформируемому телу (кривая 3 на рис.3.3). Эта зависимость ограничена не только по оси абсцисс величиной ПД, которой можно достичь без разрушения, но часто и по оси ординат величиной макс.допустимых давлений на инструмент. С повышением тем-ры увеличиваются значения максимального относит. удлинения и макс. достижимых деформаций, а сопротивление деформированию уменьшается (рис.3.4). Все металлы и сплавы имеют тенденцию к увеличению пластичности и уменьшению сопротивления деформированию при повышении тем-ры. Каждый металл д.б. нагрет до вполне определенной тем-ры. Если нагреть сталь до тем-ры, близкой к тем-ре плавления, то наступает пережог. При этом происходит полная потеря пластичности. Пережог исправить нельзя. Ниже зоны тем-р пережога находится зона тем-р перегрева. Явление перегрева заключается в резком рост размерв зерен. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Максимальную тем-ру нагрева, т.е. тем-ру начала горячей обработки давлением следует назначать такой, чтобы не было перегрева. Заканчивать горячую обработку давлением следует при тем-ре, ниже которой пластичность вследствие упрочнения (рекристаллизация не успевает произойти) падает. Каждый металл и сплав имеют свой строго определенный температурный интервал ГОД; например, АК4 470..350 градусов; титановый сплав ВТ8 1100..900 градусов. Для углеродистых сталей температурный интервал нагрева можно определить по диаграмме состояния. С увеличением содержания углерода он сужается от 1300..700 градусов для малоуглеродистой стали до 1080…870 градусов для стали У13. (рис.3.5). Заготовка д.б. равномерно нагрета по всему объему до требуемой тем-ры. Скорость деформирования при ГПД должна обеспечить полное протекание процесса рекристаллизации, скорость которой зависит от тем-ры. С увеличением ск-ти деформации при постоянной тем-ре увеличивается влияние упрочнения над рекристаллизационным разупрочнением и давления при той же деформации возрастают (рис3.3). При деформировании с небольшими скоростями выделяющаяся по плоскостям скольжения теплота рассеивается и не оказывает заметного воздействия на процесс деформирования. Однако, при деформации ненагретой заготовки с очень большими скоростями выделяющаяся при деформировании теплота может давать эффект увеличения пластичности и снижения сопротивления деформированию.

29