Напряжения, возникающие в металле при ковке

ГГ. 3. в твёрдом теле зависит от кристаллич. состояния вещества (в монокристаллах коэф, П. з. обычно меньше, чем в поликристаллах), от наличия дефектов и примесей, от предварит, обработки, к-рой был подвергнут материал (для металлов — ковка, прокат, отжиг, закалка) и т. и. Внутр. трение в кристаллах при комнатной темп-ре сильно зависит от наличия дислокаций. Под действием звука в кристалле возникают переменные упругие напряжения, к-рые возбуждают колебат. движения дислокаций. Взаимодействие этих колебаний с фононами решётки приводит к дополнит. П. 3. Различаются три осн. механизма дислокац, П. з. струнный, при к-ром дислокация рассматривается как струна длиной I, закреплённая в двух точках и колеблющаяся под действием звука в вязкой среде (рис. 6,а) гистерезисный, обусловленный отрывом дислокаций от их точек закрепления при больших амплитудах колебаний (рис. 6, б, в) релаксационный, связанный [c.658]

Скорость передачи тепла от наружных слоев к внутренним зависит от теплопроводности металла чем она больше, тем быстрее прогревается все изделие. При небольшой теплопроводности возникает большая разница в температуре отдельных слоев и, следовательно, неодинаковое их тепловое расширение. Это и является причиной возникновения внутренних напряжений между отдельными слоями изделия. Большие внутренние напряжения могут вызвать коробление и даже растрескивание изделия. Особенно большие внутренние напряжения возникают в изделиях с неодинаковой толщиной стенок, в изделиях, ранее получивших внутренние напряжения при ковке или термической обработке, или же при быстром нагреве изделий из металлов с малой теплопроводностью. [c.215]

Внутренние напряжения возникают при горячей обработке металла (отливка, ковка, прокатка, закалка) вследствие неравномерного охлаждения заготовок, а также вследствие структурных превращений в металле. [c.166]

При изготовлении заготовки поршня из алюминиевого сплава путем прошивки в штампе, имеющем уклоны 5—6° для удобства извлечения поковки, часто образовывались долевые трещины (фиг. 16). Эти трещины получались в первый момент ковки благодаря наличию растягивающих тангенциальных напряжений, пока металл не соприкасался со стенками штампа. Уменьшение штамповочного уклона до 1—1,5° позволило изменить механическую схему деформации. Трещины больше не появлялись, так как уже при небольшой степени деформации металл соприкасался со стенками матрицы и при этом возникало резко выраженное объемное напряженное состояние всестороннего сжатия. Механическая схема деформации изменилась, и образование формы происходило теперь посредством истечения металла в полость между стенками матрицы и пуансоном. Удаление поковки производилось при помощи выталкивателя (фиг. 17). [c.59]

На точность обработки существенное влияние оказывают и другие деформации, появляющиеся под влиянием внутренних напряжений в металле обрабатываемых деталей. Такие напряжения обычно возникают при горячей обработке металлов (ковке, прокатке, отливке) и при обработке давлением в холодном состоянии (например, при правке). Обработка резанием также приводит к появлению внутренних напряжений. [c.265]

Внутренние напряжения возникают при горячей обработке металла (литье, ковка, прокатка, закалка) вследствие неравномерного охлаждения заготовок и структурных превращений в металле, при сварке деталей, при обработке давлением в холодном состоянии, при обработке металлов резанием. В последнем случае напряжения сосредоточиваются в поверхностном слое материала детали. [c.33]

При горячей обработке металлов — ковке, штамповке, литье, термической обработке и сварке — в обрабатываемом изделии в результате неравномерного нагрева, охлаждения и усадки возникают внутренние напряжения, которые могут явиться причиной деформации и снижения работоспособности конструкции. [c.164]

Внутренние напряжения — упругие силы, приходящиеся на единицу площади того или иного сечения заготовки, — могут быть различными по значению и направлению в разных частях заготовки. Одни потенциально работают на растяжение, другие на сжатие. Эти силы находятся в уравновешенном состоянии в заготовке, они возникают вследствие таких процессов, как кристаллизация жидкого металла с различной скоростью охлаждения в одной отливке, неравномерное пластическое деформирование металла при ковке или штамповке и т. д. [c.64]

Необходимо подчеркнуть, что с напряжениями, вызванными температурными изменениями, необходимо одновременно анализировать и напряжения, вызываемые массой конструкции, а также окружающей средой. В подобных случаях говорят о термомеханической усталости. Термические напряжения, например, ротора турбины, следует также анализировать вместе с напряжениями от динамических нагрузок, возникающих при больших оборотах. Еще больше проблем возникает при описании явлений в процессах, где существенную роль играет износ при повышенных температурах, например при горячей прокатке, отливке металла во вращающиеся формы или ковке в штампах. [c.8]

Образуются вследствие высоких напряжений при ковке металла, имеющего при температурах деформации высокую прочность и малую пластичность [9]. Часто возникают при обкатке на круг или при переходе с квадрата на круг. Для предупреждения образования обкатку на круг следует производить в фасонных бойках или обжимах малыми подачами [27]. [c.328]

Деформации могут еще сохранить упругий характер при на пряжениях, превосходящих Рп- Предельное значение напряже ния, при котором еще не возникают остаточные деформации, на зывают пределом упругости — ру. Участок АВ графика невелик поэтому обычно в инженерных расчетах считают ру = Ра-Для всех напряжений, превышающих ру, возникают дефор мации, сохраняющиеся после снятия внешних сил. Их называют остаточными (или пластичными) деформациями. После снятия нагрузки тело в этом случае возвращается к ненапряженному состоянию по линии СО, а не СО. Напряжение р , при котором остаточная деформация достигает условно выбранной величины (около 0,002), называют пределом текучести. Участок графика D показывает, что деформация возрастает без увеличения нагрузки, тело как бы течет . Область D носит название пластических деформаций. На этом виде деформации основаны такие способы обработки металлов, как ковка, прессовка, прокат, волочение, чеканка. [c.78]

Важным фактором, влияющим на качество поковок, является режим охлаждения их после ковки. При быстром и неравномерном охлаждении происходят изменения в строении металла, возникают дополнительные напряжения, которые могут привести к образованию трещин и разрушению металла. [c.52]

Возникновение трещин и так называемый развал слитков, часто наблюдаемые при ковке цветных сплавов под молотами на плоских бойках, объясняются тем, что при первых же ударах верхнего бойка происходит неравномерная деформация со свободным уширением перемещаемых объемов осаживаемого или протягиваемого металла. В результате этого вместе с поперечным перемещением металла возникают дополнительные (вторичные) растягивающие напряжения, и пластичность сплава падает, что и приводит деформируемый металл к хрупкому состоянию. [c.281]

Трещины могут образоваться при неравномерном быстром охлаждении слитка, вынутого из изложницы. Трещины могут появиться и на поковке после ковки. Допустим, наружная часть слитка или поковки уже остыла, а внутри его температура еще высокая. Наружные слои металла стремятся сжаться, но этому мешают внутренние слои и в наружном слое возникают большие напряжения, которые по величине больше предела прочности металла. В результате появляется продольная и глубокая трещина, доходящая иногда до середины слитка. [c.37]

Флокены. Ранее неоднократно отмечалось различное влияние газов на свойства сталей, указывалось на их нежелательное присутствие, так как при этом свойства сталей ухудшаются. Так, например, возникает один из дефектов легированных сталей — флокены (трещины, которые можно выявить при макротравлении). На изломах флокены имеют вид блестящих круглых или овальных пятен, являющихся поверхностью трещин. В настоящее время установлено, что флокены образуются при быстром охлаждении металла от 200° С после ковки или прокатки. Их образование происходит вследствие присутствия в металле водорода, растворившегося в жидком металле при плавке. Выделяясь в деформированной стали из твердого раствора, он вызывает сильные внутренние напряжения, приводящие к образованию флоке-нов. Флокены чаще образуются в хромовых и хромоникелевых конструкционных сталях. Для предупреждения их образования после горячей пластической деформации металл охлаждают медленно в области 250—200° С или подвергают выдержке при этих температурах. Это дает возможность водороду удалиться из стали. [c.291]

При отливке, ковке, прокатке, штамповке, правке заготовок, а также при обработке резанием в заготовках возникают внутренние напряжения. При обработке резанием заготовки, имеющие внутренние напряжения, деформируются. Они деформируются в большей степени при снятии первых слоев металла-корки и в меньшей степени — при снятии последующих слоев. Деформация детали влечет за собою погрешности как в размерах, так и в форме. [c.25]

Необходимо также учитывать, что после некоторых производственных процессов горячей обработки (ковка, литье) в металле в период охлаждения возникают остаточные напряжения, которые складываются с температурными напряжениями, образующимися при последующем нагреве, В этом случае, так же как и в малопластичных металлах, суммарные температурные и остаточные напряжения могут превзойти величину предела прочности при растяжении, что приведет к разрушению металла. [c.266]

Пластическая деформация металла остается и после снятия нагрузки Она возникает в том случае, когда напряжения превосходят предел текучести. Всякая пластическая деформация сопровождается и упругой деформацией, но величина ее при ковке ничтожна и ею пренебрегают. [c.186]

При механической обработке, когда с заготовки в виде припуска удаляют часть металла, происходит перераспределение внутренних остаточных напряжений, их временное равновесие нарушается. Основную роль здесь играют напряжения первого рода. Величина и характер распределения остаточных напряжений зависят от конфигурации заготовки, ее габаритных размеров и соотношения размеров отдельных элементов, способа получения исходной заготовки и других факторов. Большие остаточные напряжения возникают в исходных заготовках, получаемых литьем, ковкой, штамповкой, из-за неравномерного охлаждения разных элементов заготовки. В сварных, сварно-литых, сварноштампованных конструкциях наибольшие внутренние напряжения возникают в местах сварки, где из-за местного нагрева и охлаждения происходят неоднородные объемные изменения. Структурные превращения металла и диффузионные процессы при сварке также способствуют появлению остаточных напряжений различного рода. [c.58]

При достаточно большой величине мехаяического напряжения на дне трещины возникает локализованная пластическая деформация. Эта деформация может стать зародышем хрупкой трещины. В настоящее время считается общепринятым, что у ковких металлов не происходит хрупкого растрескивания без предварительной деформации. Действительно, в условиях многоосевых напряжений, существующих у края трещины, хрупкий разрыв обусловлен деформацией на дне трещины. [c.171]

В процессах пластического формоизменения металлов (например, при прокатке, ковке, штамповке), в деформируемых заготовках возникают неоднородные поля напряжений и деформаций. При холодной деформации металлов неоднородное напряженно-деформированное состояние заготовок сопровождается возникновением остаточных напряжений в получаемых изделиях, которые оказывают существенное влияние на их механические свойства и качество [1—5]. Известно, например, что остаточные напряжения, возникающие при дрессировке листовой стали, существенно влияют на процесс старения малоуглеродистых сталей типа 08КП, а также на величину предела текучести прокатанного листового металла. Наличие остаточных напряжений в дрессировочном листовом металле заметно увеличивает отношение предела прочности Оь к пределу текучести а также замедляет в сотни и тысячи раз скорость старения малоуглеродистых сталей [3—5]. Эти явления существенно влияют на улучшение штампуемости листового металла. [c.29]

Чугуны серый, ковкий и высокопрочный можно сваривать присадочной проволокой из латуни Л62, имеющей температуру плавления 850— 900 С, т. е. ниже температуры плавления чугуна, равной ПОО—1250 С. Сварку ведут без подогрева детали или с местным подогревом. Шов будет достаточно пластичен и прочен, так как латунь пластична и лучше чугуна сопротивляется растяжению и ударам. Чугунная деталь при этом способе сварки не подвергается сильному нагреву, поэтому в ней не возникают опасные деформации и напряжения. Наконечник при сварке чугуна латунью рут мощностью пламени 60—75 дмЧч ацетилена на 1 мм толщины металла. Угол раскрытия шва 70—80 . Применяют флюс состава (%) прокаленной буры 70, поваренной еоли 20, борной кислоты 10. [c.122]

Пластичность медных сплавов в зависимости от вида нагружения или напряженного состояния может изменяться в значительных пределах. Так, например, свободной осадкой (деформация при свободном уширении, без бокового давления деформируемого металла) латунь Л-59 при температуре 700—750° может деформироваться с обжатием, не превышающи.м 35%. С увеличение.м деформации в осаживаемых заготовках возникает хрупкое состояние, вызываемое поперечными деформациями растяжения. Столь малые обжатия, которые могут применяться при свободной ковке медных сплавов, делают этот процесс малопроизводительным и нецелесообразным при изготовлении больших партий деформированных деталей. [c.229]

Поглош.ение (затухание) упругих волн в поликристаллических телах (металлы, сплавы) зависит, вообш,е говоря, от большого количества причин, учесть которые не всегда оказывается возможным. Так, если образец металла получен литьем, в нем имеются поры и трещины, растворенный газ, различные примеси, в особенности в виде окислов на границе монкрис-талликов. Литые металлы, как правило, имеют меньшую звукопроводность, чем прокатанные. В прокатанном же металле возникают остаточные напряжения подобного рода напряжения в еще большей степени возникают при наклепе, например ковке. При прокате возникает некоторая анизотропия упругих свойств, выражающаяся, например, в том, что затухание волн вдоль проката оказывается несколько большим, чем затухание поперек проката. [c.480]

В зависимости от причин, их вызвавших, внутренние напряжения подразделяются на температурные (временные), начальные, образующиеся в упругонапряжеином состоянии, и остаточные, которые не исчезают после устранения причин, их вызвавших. Естественно, что наибольшую опасность представляют остаточные напряжения. Они появляются в результате неоднородных пластических деформаций, термопластических деформаций (ковка, волочение и т. и.), а также в результате структурных и фазовых пре-< вращений, протекающих в металле. Сварочные остаточные нанря- жения могут возникать в результате воздействия целого комилек- [c.17]

Возможность пластического деформирования без разрушения обрабатываемого металла в наибольшей мере обеспечивается ири таких схемах напряженного состояния, когда имеются только главные напряжения сжатия и отсутствуют главные напряжения растяжения, а среди главных деформаций только одна деформация растяжения, а две другие — деформации сжатия. Такая схема возникает при прессовании. Несколько менее благонвиятная схема напряженно-деформированного остояния возникае / и свободной ковке н прокатке толстых заготовок. Именно поэтому проссовакне, ковка и прокатка выбираются в качестве первых операций в обработке давлением, когда исходная заготовка обладает, как правило, невысокими пластическими характеристиками из-за крупного зерна, выделений хрупких фазовых составляющих, ослабленных границ зерен, где скапливаются неметаллические включения. [c.135]

Напряжения П и III рода возникают в металле при пластической деформации, вызванной действием внешних онл (прокатка, ковка) и термоупругих напряжений или фазовыми превращениями. Они уравновешиваются в объеме отдельных кристаллитов или частей кх (напряжения II рода) или охватывают объемы нескольких элементарных ячеек нескольмих групп атомов, расположенных у границ зерен, пачек скольжения, блоков мозаики (напряжения или точнее, искажения III рода). Именно эти напряжения и искажения вызывают резкое изменение механических и физических овойств сплавов. [c.141]

Из-за различия температур в наружных и внутренних слоях охлаждаемой локовки в ней возникают внутренние напряжения. При охлаждении стальной поковки в интервале критических температур к тепловым напряжениям прибавляются напряжения, вызванные структурными превраш.ениямн. Сумма этих напряжений может превысить прочность металла и явится причиной появления трещин как внутри поковки, так и на ее поверхности. При охлаждении поковок, откованных из слитков легированных сталей, могут возникнуть флокены. Поэтому технологии охлаждения поковок следует придавать не менее важное значение, чем технологии ковки и термической обработки. [c.724]

От.жиг заключается в нагревании изделия до определенной температуры, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении. Отжиг улучшает механические свойства и обрабатываемость стали, снимает внутренние напряжения, возникающие от неравномерного охлаждения заготовок при ковке, сварке и литье. Не все стали нагреваются при отжиге до одинаковой температуры. Выбор температуры нагрева зависит от марки стали, от формы и размеров изделия. Нагрев проводится с такой скоростью, чтобы изделие равномерно прогревалось по всей толщине, так как при неравномерном или очень быстром нагреве в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин. Выдержка при температуре отжига делается для полного завершения всех изменений структуры стали, что может быть только при полном прогреве всего изделия. Выдержка составляет 20—25% времени нагрева. Охлаждение изделия после выдержки проводится медленно, вместе с печью. Чем больше углерода в стали, тем медленнее ее следует охлаждать. Отжиг, например, применяют для уменьшения твердости прокатанных стальных листов, прутков с целью повышения их обра-батываемос ти. Листы кровельной стали после их прокатки также подвергаются отжигу. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...