Нагрев металла при обработке давлением

Нагрев металла при обработке давлением. Нагрев заготовок производится с целью уменьшить сопротивление деформированию. При горячей деформации сопротивление деформированию примерно в 10 раз меньше, чем при холодной. Это позволяет снизить стоимость изготовляемых изделий. Для каждого металла и сплава температура горячей обработки имеет свой верхний и ниж- [c.299]

Нагрев металла при обработке давлением [c.146]

НАГРЕВ МЕТАЛЛОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ [c.226]

Нагрев металлов при обработке давлением является операцией, в значительной степени определяющей качество и стоимость выпускаемой продукции. Но высокое качество продукции будет получаться только при правильном нагреве металла и последующей его обработке в пределах установленных температур. [c.360]

При горячей обработке давлением (прокатке, ковке) металл нагревают для повышения его пластичности. Сопротивление деформации при нагреве металла может уменьшаться примерно в 15— 20 раз. Нагрев металла при обработке давлением в значительной степени влияет на качество и стоимость полученной продукции. Нагревать металл следует определенное время до соответствующей температуры и при наименьшем угаре. Неправильный нагрев вызывает дефекты в металле трещины, обезуглероживание, повышенное окисление, перегрев и пережог стали. При нагреве в печах тепло пламени передается поверхности металла конвекцией (соприкосновением) и лучеиспусканием от пламени и поверхности раскаленных стенок печи (внешний теплообмен). При высокой температуре (выше 1000°) наибольшая теплопередача происходит лучеиспусканием — до 80%. [c.156]

Нагрев металла при обработке давлением влияет на качество и стоимость продукции. Основные требования при нагреве металла необходим равномерный прогрев слитка или заготовки по сечению и длине до соответствующей температуры за минимальное время с наименьшей потерей металла в окалину и экономным расходом топлива. Неправильный нагрев металла вызывает различные дефекты трещины, обезуглероживание, повышенное окисление, перегрев и пережог. [c.500]

Изменения в структуре металлов под влиянием горячей обработки давлением. В отличие от холодной обработки при горячей механической обработке одновременно с процессом пластической деформации происходит рекристаллизация, которая продолжается и после окончания деформации, пока температура не упадет ниже температуры рекристаллизации. Однако один нагрев металла перед обработкой еще не характеризует горячей обработки например, ковку вольфрама, нагретого до 1000° С, следует рассматривать как холодную обработку, так как температура его рекристаллизации 1200° С, свинец и олово рекристаллизуются ниже 20° С, поэтому обработка [c.73]

С дальнейшим повышением температуры размер зерен увеличивается, причем рост зерен зависит не только от повышения температуры нагрева наклепанного металла, но и от степени его деформации. Деформация, после которой при нагреве наблюдается наибольший рост зерен, называется критической деформацией. После больших обжатий рост зерна незначителен, наибольший рост зерна наблюдается после небольших деформаций. Для получения после отжига мелкозернистой структуры при обработке металлов в холодном состоянии применяются деформации больше критических. С увеличением температуры нагрева пластичность металлов непрерывно (за исключением промежуточного интервала температур между холодной и горячей деформациями) увеличивается, а его прочность — сопротивление деформированию — снижается. Следовательно, чем больше нагрета сталь, тем меньшее количество энергии затрачивается для ее деформации, и поэтому нагрев стали для обработки давлением должен быть достаточно высоким, но чрезмерно высокий нагрев приводит к образованию крупнозернистой структуры металла, так как с повышением температуры увеличиваются размеры зерен. [c.262]

Влияние температуры деформации. Зоны хрупкости. Нагрев металла при горячей обработке давлением обеспечивает высокую пластичность и максимально возможное снижение сопротивления металла деформированию. Для того чтобы правильно назначить температурный интервал деформирования, необходимо знать изменение свойств металла в зависимости от температуры нагрева. Показателями сопротивления деформированию являются предел текучести и предел прочности, а показателями пластичности — относительное удлинение и сужение шейки испытуемого образца при растяжении и максимальное обжатие его при осадке (до появления первой трещины). [c.51]

Не все металлы одинаково пластичны и, следовательно, они в разной степени поддаются обработке давлением. Хорошая пластичность у свинца, алюминия, меди. Эти металлы поддаются обработке давлением при комнатной температуре, т. е. в холодном состоянии. Сталь в холодном состоянии обладает недостаточной пластичностью, поэтому для облегчения ее обработки давлением применяют нагрев, повышающий ее пластичность. Состав стали также влияет на ее обрабатываемость давлением. Сталь, содержащую меньше углерода, можно нагревать до большей температуры. Например, для ковки стали, содержащей 0,3% углерода, ее нагревают до 1200—1250 Сталь, содержащую 1 % углерода, нагревают для ковки до 1000—1050°, Чугун не обладает пластичностью как в холодном состоянии, так и при нагреве. Поэтому его не обрабатывают давлением. [c.120]

Процесс пластического деформирования всегда сопровождается нагревом деформируемого металла. Нагрев металла при поверхностной обработке его давлением не должен быть значительным, так как при приближении температуры нагрева к температурам начальной рекристаллизации эффект обработки может ухудшаться. Рассматривая это обстоятельство, следует учесть, что чем больше степень деформации металла, тем температура его рекристаллизации ниже [15], 21]. [c.166]

Одним из видов нанесения защитных покрытий на детали из высокотемпературных материалов служит метод окунания в расплав [1]. Такой метод используется для кратковременной защиты покрытий при горячей обработке давлением молибдена и ниобия. Для нанесения качественного покрытия необходимо определение оптимальных температур и состава расплава, при которых происходит удовлетворительное смачивание твердых металлов расплавом. Смачивание твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия исследовали на установке, позволяющей раздельный нагрев твердой и жидкой фаз [2]. Опыты проводили в среде гелия, температуру фиксировали платина — платинородиевой термопарой. В качестве объектов исследования использовали молибден и ниобий после электронно-лучевой плавки, алюминий чистоты 99,98% и порошки легирующих компонентов кремния, титана и хрома марки ч. д. а. Для экспериментов готовили навески одинаковой массы 500 мг. При достижении твердой подложкой температуры опыта навеска плавилась и соприкасалась с подложкой, время контакта при заданной температуре составляло 2 мин, по истечении которого каплю фотографировали аппаратом Зенит-С на [c.55]

В настоящее время при обработке металла давлением применяются три способа электронагрева заготовок нагрев в печах сопротивления, контактный и индукционный способы. Нагрев заготовок в электрических печах осуществляется за счет выделяемого проводниками тепла (спиралями или стержнями) при прохождении через них электрического тока. Электрические печи характеризуются компактностью, простотой конструкции и удобством в эксплуатации. Благодаря этим преимуществам такие установки могут быть изготовлены и применены в любом кузнечно-штамповочном цехе. Однако следует учесть, что нагрев металла в печах сопротивления продолжается значительно дольше, чем при контактном нагреве. А это приводит к большому расходу электроэнергии. [c.35]

Величину давлений на инструмент можно значительно снизить при горячей обработке металла давлением. Однако в этом случае нагрев металла до температуры ковки приводит к большим отходам его. Дело в том, что для нагрева заготовок наиболее распространен пламенный нагрев металла. Этот способ нагрева является длительной операцией и занимает свыше 90% общего времени всего цикла производства поковок. Дополнительными пороками нагрева в пламенных печах является окисление и обезуглероживание поверхностного слоя металла. Это приводит к большим потерям металла, к снижению прочностных свойств изделия. [c.80]

Возможность штамповки некоторых высоколегированных сталей и сплавов на основе цветных металлов (например, жаропрочные стали, титановые сплавы и др.) существенно ограничивается из-за высокого сопротивления деформированию, низкой пластичности и узкого температурного интервала обработки давлением, Для получения поковок из подобных материалов часто применяют изотермическую штамповку. При этом способе горячее деформирование заготовки осуществляется в изотермических условиях, когда штампы и окружающее их рабочее пространство нагреты до температуры, близкой к температуре деформации сплава. Например, при штамповке в штампах из жаропрочного сплава ЖС6-К температура нагрева инструмента и рабочей зоны составляет до 900 °С. Нагрев обеспечивается индукторами, встроенными в рабочем пространстве пресса. [c.427]

Использование менее окисляющих или контролируемых атмосфер при нагреве заготовок под ковку и прокатку уменьшает количество окалины и способствует меньшему износу инструмента. При горячей обработке давлением металл на первой стадии нагревают медленно до 820—870° С с выдержкой для прогрева при этих температурах, затем на второй стадии заготовки быстро нагревают до температур ковки или прокатки. Медленный нагрев и выдержка при указанных температурах сокращают время пребывания стали при высоких температурах, тем самым уменьшают окалинообразование и возможность растрескивания, которое может возникнуть вследствие большого температурного градиента, а для аустенитных сталей — еще высокого коэффициента линейного расширения. [c.705]

Ковку и штамповку обычно осуществляют с нагревом (горячая деформация), используя свойства сталей повышать пластичность при нагреве до определенных температур, которые выбираются из условия полной рекристаллизации в процессе обработки давлением. Нагрев до более высоких температур приводит к крупнозернистой структуре металла заготовки или к пережогу. [c.400]

Холодная обработка металла давлением — штамповка, ковка, волочение — сопровождается изменением не только его формы, но и строения, а следовательно, и свойств. Под действием усилий давления отдельные зерна металла разрушаются, сдвигаются по отношению друг к другу, но образовавшиеся при этом мелкие осколки зерен затрудняют сдвиг. В результате металл упрочняется, твердость его повышается, а пластичность снижается. Явление упрочнения металла при холодной обработке называют наклепом или нагартовкой. Большой наклеп приводит к растрескиванию и даже разрушению металла в процессе обработки. Если наклепанный металл нагреть до определенной температуры, упрочнение исчезает, а сама структура восстанавливается. Это явление называется рекристаллизацией (восстановлением). Нагрев металла с целью устранения наклепа называется рекристаллизационным отжигом. [c.217]

Нагрев металла — это процесс или предшествующий обработке его давлением (прокатке, ковке), или входящий как основная часть в процесс термической обработки металла. От качества нагрева зависит и качество конечной продукции и условия работы кузнечного (или прокатного) оборудования. При нагреве металла предъявляются определенные требования к скорости изменения температуры нагреваемых заготовок. [c.121]

До сих пор основное изложение велось применительно к механическим свойствам металлов при комнатной температуре, а если и обсуждалось влияние температуры, то лишь попутно, например, при рассмотрении термической пластичности (гл. 3). Между тем, влияние температуры на механические свойства имеет весьма важное практическое значение. Многие детали авиационных и автомобильных моторов, атомных реакторов, реактивных двигателей, турбин, котлов, металлургических-печей и т. п. работают при повышенных температурах [11]. Многие процессы обработки давлением (ковка, прокатка, прессовка) проводятся при повышенных температурах. Детали холодильных машин, самолетов, космических ракет, приборов и т. д. работают при температурах ниже 0°С. Подобно механическим процессам следовало бы различать температурные эффекты по степени их локальности. Так, нагрев в печи может быть отнесен к эффектам [c.236]

Обработку давлением чаще всего ведут в температурном интервале 600—1000° С. Из-за опасности загрязнения титаиа и его сплавов газами нагрев под горячую обработку и сам процесс обработки проводят в возможно минимальное время. В указанном интервале температур диффузия кислорода и азота протекает со сравнительно небольшими скоростями, и они насыщают лишь сравнительно тонкий поверхностный слой. Водород при температуре выше 500° С диффундирует с огромными скоростями и легко проникает в толщу металла. Поэтому заготовки титана и его сплавов нагревают в окислительной атмосфере. [c.375]

Нагрев чугуна при сварке приводит к значительным деформациям изделия, поэтому на последних операциях механической обработки сварных соединений используют не сварку, а пайкосварку. Процесс пайкосварки происходит без расплавления основного металла за исключением пайкосварки чугунными и латунными припоями. При этом процессе ванна жидкого металла не образуется, а присадочный металл наплавляют отдельными валиками. Капли жидкого металла, попадая на основной металл, отдают ему часть своего тепла, повышая температуру поверхностного слоя. Капля жидкого припоя под воздействием флюса и давления плд- [c.134]

Слитки обрабатывают давлением как в холодном, так и в горячем состоянии. Они хорошо поддаются ковке, прокатке и протяжке. Листы и полосы хорошо поддаются штамповке, выдавливанию и т. п. Обработка давлением в холодном состоянии вызывает быстрый наклеп металла. Для снятия его применяют промежуточный отжиг при 500° С в течение 10 мин и более. Нагрев значительно улучшает обрабатываемость металла давлением, но при этом он интенсивно окисляется. Поэтому горячую обработку циркония осуществляют в основном в инертной атмосфере, в вакууме или в стальной оболочке. [c.169]

Область температур нагрева металла, в которой рекомендуется производить горячую обработку давлением, называют температурным интервалом ковки. Он определяется разностью между начальной температурой ковки, до которой производится нагрев металла, и конечной температурой, при которой ковка заканчивается. [c.157]

При обработке металлов давлением изменяется не только их форма, но и структура, а также и механические свойства. Основными видами такой обработки являются прокатка, волочение, ковка и штамповка. Заготовки, подлежащие обработке давлением, предварительно нагревают до необходимых температур. Нагрев заготовок осуществляют в угольных и нефтяных горнах в пламенных печах, отапливающихся твердым, жидким или газообразным топливом в электрических печах. [c.97]

При нагреве металла учитывают его склонность к насыше-нию кислородом, азотом и водородом при высоких температурах. Обработку давлением ведут в интервале температур 600— 1000° С (873—1273° К)- Диффузия кислорода и азота при этих температурах незначительна. Водород же при температурах выше 500° С (773° К) диффундирует с большими скоростями. Чтобы избежать насыщения металла водородом, нагрев ведут в окислительной атмосфере. [c.102]

Прежде всего каждый металл и сплав должен быть нагрет до вполне определенной температуры. Если нагреть сталь до температуры, близкой к температуре плавления (линия АЕ на диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов), наступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ. При пережоге происходит полная потеря пластичности. Пережженный металл представляет собой неисправимый брак и может быть отправлен только па переплавку. Нин<е температуры пережога лежит зона перегрева. Явление перегрева заключается в резком росте размеров зерен. Вследствие того, что крупнозернистой первичной кристаллизации (аустенит), как правило, соответствует крупнозернистая вторичная кристаллизация (феррит перлит или перлит -Ь цементит), механические свойства изделия, полученного обработкой давлением из перегретой заготовки, оказываются низкими. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Однако для некоторых сталей (например, хромоникелевых) исправление перегретого металла сопряжено со значительными трудностями, и простой отжиг оказывается недостаточным. [c.88]

Зная, что представляет собою процесс холодного деформирования металла и какие изменения вызывает последующий нагрев такого металла, легко понять сущность горячей обработки давлением. Эта обработка должна производиться при температурах, значительно превышающих температуру (порог) рекристаллизации, чтобы наклеп, получаемый от механического воздействия, немедленно уничтожался. [c.50]

Рост зерна в деформированных сталях и сплавах, происходящий вследствие развития собирательной рекристаллизации, может приводить к значительному укрупнению кристаллической структуры. Однако следует учитывать, что нагрев металлов и сплавов в процессе обработки давлением не является окончательной операцией и сопровождается, как правило, последующей деформацией. В данном случае деформация значительно измельчает крупнокристаллическую структуру, образовавшуюся при нагреве и собирательной рекристаллизации. Отсюда можно заключить, что температура начала собирательной рекристаллизации не является потолком нагрева перед обработкой давлением. Поэтому при установлении температур обработки температуры начала собирательной рекристаллизации вследствие положительного влияния деформации должны учитываться с возможным повышением их в зависимости от величины последующей деформации. Температуры собирательной рекристаллизации жаропрочных сплавов и отдельных легирующих элементов определялись также рентгеновским методом. [c.124]

Режим нагрева высоколегированных сплавов отличается от нагрева обычных конструкционных сталей. Это различие определяется меньшей теплопроводностью высоколегированных сплавов в интервале температур от комнатной до 700—800° (см. фиг. 38). а также понижением технологической пластичности их при диффузии отдельных элементов в нагреваемый металл из продуктов сгорания топлива пламенных нагревательных печей. Так как высоколегированные малопластичные сплавы имеют более низкую теплопроводность, нагрев их должен производиться с предварительным медленным подогревом до 700—800° и лишь только после достижения этих температур их нагревают до температур обработки давлением. Отступление от такого режима нагрева обычно приводит к образованию значительных температурных напряжений, которые могут вызывать хрупкое состояние нагреваемого металла. Поэтому общая длительность нагрева высоколегированных сплавов, как установлено проведенными исследованиями, примерно в 2—1,5 раза превышает продолжительность нагрева конструкционных легированных сталей. [c.137]

Нагрев металлов под горячую обработку давлением часто обусловливают только температурой и совершенно не оговаривают среду, скорость и время нагрева. Между тем правильный нагрев любых металлов под деформацию и термообработку зависит не только от температуры и среды, в которой производится нагрев (окислительная, восстановительная, нейтральная или защитная), но также от скорости и времени нагрева при заданной температуре. [c.283]

У большинства промышленных металлов и сплавов, исключая легкоплавкие, при комнатной температуре подвижность атомов недостаточна, чтобы обеспечить активное развитие восстановительных процессов, уменьшающих свободную энергию наклепанного материала. Чтобы частично или полностью устранить наклеп за практически приемлемое время, приходится проводить нагрев — отжиг после холодной обработки давлением. [c.44]

Металл, подвергнутый холодной обработке давлением, обладает повышенным запасом внутренней энергии и поэтому находится в термодинамически неустойчивом состоянии. В соответствии со вторым законом термодинамики такая система стремится к состоянию с наименьшим запасом свободной энергии. Этот процесс в низкоуглеродистой стали протекает при комнатной температуре — естественное деформационное старение, однако для этого необходимо длительное время. В результате деформационного старения прочность и твердость стали повышаются, а пластичность и особенно ударная вязкость понижаются. Порог хладноломкости сдвигается в область более высоких температур. При повышении температуры, например, нагрев стали до 100— 250° С, этот процесс ускоряется — искусственное деформационное старение. [c.105]

Нагрев металла перед обработкой давлением является сложной и ответственной операцией, назначение которой состоит в том, чтобы изменить механические свойства металла, придать ему высокую пластичность и уменьшить сопротивление деформированию. При горячей деформации сопротивленне металла деформированию в 10—20 раз меньше, чем при холодной. Тепловое воздействие на металл приводит к почти полной потере им упругих свойств, к перекристаллизации металла и к растворению карбидов, которые способствуют и ускоряют диффузионные. ч релаксационные процессы. В процессе горячей обработки давлением возникают и снимаются напряжения за счет возврата и рекристаллизации (непосредственно в процессе деформации и по ее окончании). [c.34]

Режим кислородной резки в основном определяется мощностью подогревающего пламени, скоростью резки и давлением режущего кислорода. Мощность подогревающего пламени должна обеспечить быстрый подогрев металла в начале резки до температуры воспламенения и необходимый нагрев его в процессе резки. Металл толщиной до 300 мм режут нормальным пламенем, больших толщин — науглероживающим пламенем с избытком горючего. Скорость резки должна соответствовать скорости горения металла и зависит от толщины и свойств разрезаемого металла. При обработке стали толщиной до 20 мм скорость резки зависит от мощности подогревающего пламени. На скорость резки влияет форма линии реза, вид резки (заг отовительная или чистовая) (рис. 81). При правильно выбранной скоро- [c.218]

Нагрев металла. При горячей обработке давлением металл нагревается в пламенных и электрических печах, а также в электрических высокочастотных нагревательных устройствах. В пламенных печах обычно сжигают мазут или газ. В электрических печах рабочее пространство нагревают электротермоэлементами. Токами высокой частоты нагревают металл в индукторах. Пламенный нагрев и электрический (кроме индукционного) обычно длительны и сопровождаются угаром металла — пoявлeниe .r окалины на его поверхности, и обезуглероживанием его поверхностного слоя. Угар может достигать 1,5—3,0% и более от веса нагреваемого металла. Нагрев токами высокой частоты осуществляется очень быстро и при незначительном угаре металла (около 0,5%). Для предупреждения угара металла применяют безокислн- [c.51]

Контактное взаимодействие обрабатываемого металла с инструментом при обработке резанием возникает сразу после разрушения металла у вершины режущего лезвия в процессе обтекания металлом передней и задней поверхностей режущего клина. В процессе обтекания формируются контактные области и Су (см. рис. 31.1, а). В контактной области происходит вторичное деформирование металла путем смятия режущей кромкой интенсивное трение в условиях высокого давления (до 2000 МПа) локальный нагрев до 1000 °С, обусловленный выделением теплоты при трении. В контакт с инструментом вступают только что образо-вавишеся в результате разрушения поверхности обрабатываемого металла. [c.568]

Целью данного исследования является разработка методики выбора оптимальных режимов нагрева и обработки фланжированием нержавеющих сталей типа 18—10. Основанием для проведения описываемых экспериментов явилась необходимость оценки структурных изменений при одновременном действии на металл температуры и деформации. При этом технология изготовления днищ из стали Х18Н ЮТ рекомендует нагрев заготовок перед операцией обработки давлением до температур, не превышающих 1050— 1100° С, что связано с опасением чрезмерного роста зерна при нагреве до более высоких температур, и как следствие, ухудшением эксплуатационных характеристик металла. С другой стороны, интенсивное охлаждение металла, происходящее при обкатке роликами уменьшает температуру процесса, соответственно понижая тем самым запас горячей пластичности. Поэтому необходим дополнительный нагрев заготовок во время фланжирования, что и предусматривалось существовавшей ранее технологической схемой, причем дополнительный подогрев металла по этой схеме производился до температур первичного нагрева, т, е. до 1050—1100° С. Общее число таких циклов достигало 12 и более. [c.114]

При индукционном нагреве для термической обработки или обработки давлением можно осушествлять нагрев металла на любую глубину, а также местный нагрев деталей. Небольшая продолжительность нагрева обеспечивает высокую производительность установок индукционного нагрева, а отсутствие деформации, окалины и обезуглероженного слоя дает возможность производить закалку деталей после их окончательной механической обработки. Для многих деталей после индукционного нагрева и закалки не нужно производить отпуск, так как при нагреве предусматривается сообщение им тепла, достаточного для самоотпуска. Установки индукционного нагрева могут быть полностью автоматизированы. Они хорошо вписываются в поточные автоматические производственные линии. Однако сравнительно низкая температура шлака, затрудняющая процессы рафинирования металла, а также высокая стоимость установок ограничивают пока их широкое применение. [c.257]

Это тепло обеспечивает нагрев металла в зоне контакта до 800—850° С. Процесс восстановления посадочных мест валов коробок передач, поворотных цапф включает две операции — высадку и сглаживание. Давление на инструмент при обработке закаленных деталей — 90—120, а незакаленных 60—80 кгс. Скорость вращения детали при высадке 1,5—6, а при сглаживании 12—15 м/мин. Подача соответственно принимается равной 1—1,5 и 0,3—0,4 мм/об. Число проходов до получения нужных размеров и чистоты поверхности не превышет 2—3. Напряжение источника переменного или постоянного тока 1—6 В. Сила тока выбирается в зависимости от режимов обработки и колеблется в пределах 450—600 А. Данный [c.229]

Электронагревательные установки наиболее выгодно применять для нагрева заготовок под обработку давлением при серийном и массовом производствах. Широкое распространение в яромышлен-ности нашли установки для индукционного нагрева и контактного нагрева сопротивлением. Нагрев заготовок в электронагревательных установках имеет ряд преимуществ по сравнению с нагревом в пламенных печах. Скорость нагрева заготовок в 8—10 раз больше, а количество окалины в 4—5 раз меньше, чем при печном нагреве. При нагреве в электронагревательных устройствах угар металла составляет 0,4—0,6% от массы заготовки. Практическое отсутствие окалины на заготовке уменьшает износ штампов и позволяет штамповать точные поковки. [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...