Процессы горячей деформации металлов

ПРОЦЕССЫ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛОВ [c.232]

Основное отличие от холодной деформации заключается в том, что деформация осуществляется в условиях, облегчающих движение дислокаций, особенно поперечным скольжением и диффузионным переползанием. В результате непосредственно в процессе горячей деформации в металле параллельно совершаются два конкурирующих процесса — упрочнение и разупрочнение. [c.360]

Из этого выражения следует, что в процессе горячей деформации сильнее упрочняются (меньше скорость деформации) металлы и сплавы, характеризующиеся малым коэффициентом диффузии, высоким значением модуля упругости и низким значением энергии дефектов упаковки. [c.365]

Процесс горячей деформации материалов описывается с помощью кривых текучести (диаграмм деформаций) в координатах а—г, (Т—Г), форма и значения параметров которых зависят от типа кристаллической решетки, физико-химических свойств и состояния металла, температуры, скорости и степени деформации, истории и пред- истории нагружения, методики испытаний, масштабного фактора и т. д. [c.9]

Анализ существующих теорий расчета сопротивления деформации применительно к процессам горячей обработки металлов, выполненный в работах А. А. Поздеева [38], показал, что свойства реальных металлов и сплавов наиболее полно учитывает уравнение теории наследственности [c.29]

НО производить как в холодном, так и в горячем состоянии. В процессе пластической деформации металла в холодном состоянии вследствие деформирования микроструктуры твердость и хрупкость металла непрерывно увеличиваются, а пластичность и вязкость уменьшаются. Эти изменения свойств называют(наклепом). Они могут быть устранены, например с помощью термообра- тки (отжига). Процесс замены деформированных, вытянутых зерен новыми, равноосными, происходящий при определенных температурах, называют рекристаллизацией. Она происходит при температурах, лежащих выше так называемого температурного порога рекристаллизации (см. раздел 1.3). Горячая обработка давлением производится при температуре выше порога рекристаллизации, холодная — ниже. При температурах несколько ниже температурного порога рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) размеры и форма деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но в значительной степени снимаются остаточные напряжения, возникающие при литье, обработке давлением и т. д. [c.299]

Рассмотрены методы расчета процессов горячей обработки металлов на основе теорий ползучести. Изложены современные теории ползучести и прочности при высоких температурах и проанализировано их соответствие эксперименту. Описаны исследования кратковременной ползучести при больших деформациях. Сформулированы условия локализации деформаций. Приведены решения задач осадки, прессования и прокатки полосы в условиях плоской деформации, осадки и прессования круглого прутка и др. [c.4]

Для выявления способности черного или цветного металла к деформации в горячем состоянии пользуются характеристиками механических свойств, определяемыми при испытаниях на растяжение при повышенных температурах (до 1200° С) по ГОСТ 9651—73, результатами испытаний по определению ударной вязкости ан при нормальных (ГОСТ 9454—60) и повышенных (ГОСТ 9456—60) температурах. Кроме того, учитывают влияние на изменение химического состава и фазовых превращений металла или сплава исходного структурного состояния, температуры, схемы напряженного состояния, степени и скорости деформации на изменение механических свойств металла в процессе горячей деформации. [c.41]

Обработка металлов давлением применима только к. металлам, обладающим достаточной пластичностью, и неприменима к хрупким металлам (нанример, к чугуну). Давлением обрабатывают сталь, медные, алюминиевые, магниевые и другие сплавы. Этот вид обработки является высокопроизводительным. Обработку давлением можно производить как в холодном, так и в горячем состоянии. В процессе пластической деформации металла в холодном состоянии вследствие деформирования микроструктуры твердость и хрупкость металла непрерывно увеличиваются, а пластичность и вязкость уменьшаются. Эти изменения свойств называют упрочнением (наклепом). Они могут быть устранены, например, с помощью термообработки (отжига). Процесс замены деформированных, вытянутых зерен новыми, равновесными, происходящий при определенных температурах, называют рекристаллизацией. [c.145]

Скорости деформации различных процессов горячей обработки металлов давлением изменяются в весьма широких пределах от 10-12 10 сек. , а скорости деформирования на гидравлических кривошипных прессах и других машинах достигают 5 10 сек.- . [c.230]

Отсюда следует, что, осуществляя моделирование технологических процессов горячей обработки металлов давлением по принципу, рекомендуемому А. А. Ильюшиным, мы не можем все же добиться идеального механического подобия этих процессов в натуре и модели. Однако это обстоятельство ни в какой мере не исключает возможности практического применения данного принципа моделирования процессов горячей обработки металлов давлением, поскольку даже (в случае необходимости) приближенный учет влияния изменения в заданном отношении скорости деформации путем введения поправочного коэффициента очевидно представляет несоизмеримо меньшие затруднения, чем хотя бы грубо приближенный теоретический учет влияния возможного различия температуры в соответствующих точках двух геометрически подобных деформируемых тел. [c.423]

При нагреве металла для обработки давлением и термообработки, а также при охлаждении заготовок в процессе горячей деформации теплообмен происходит за счет описанных выше физических процессов. [c.6]

Как уже было сказано, под горячей обработкой давлением подразумевается такая обработка, после которой достигнутое в процессе деформации упрочнение почти полностью устраняется процессами, самопроизвольно протекающими после окончания деформации. Из рассмотрения процесса холодной обработки давлением следует, что уничтожение упрочнения (наклепа) достигается рекристаллизацией. Поэтому, если вести процесс деформации выше температуры рекристаллизации, упрочнения не произойдет, так как возникающий наклеп будет уничтожаться самопроизвольно протекающей при данных температурах рекристаллизацией. Из этого следует, что нижней границей области горячей обработки давлением должна являться температура рекристаллизации. Так как у некоторых легкоплавких металлов (свинец, олово) температура рекристаллизации лежит ниже нуля, то деформация таких металлов при комнатной температуре будет являться горячей обработкой давлением. Для стали обработка при 500° будет являться горячей обработкой, а при 400° — холодной обработкой. Практически для стали нижняя граница области горячей обработки или, иначе, температура окончания горячей обработки лежит значительно выше температуры рекристаллизации. Для доэвтектоидной стали эта температура определяется линией 03 диаграммы железо — углерод, т. е. процесс горячей деформации происходит со сталью, находящейся в области однородного твердого раствора (аустенита). Это объясняется тем, что в состоянии аустенита сталь является наиболее пластичной. [c.196]

Штамповые стали и область их применения, В процессе горячей деформации в металле инструмента возникают большие напряжения от внешних сил и от чередующихся нагревов и охлаждений. Поверхность ручья, в котором размещают заготовку, нагревается в среднем до 400—500 °С. Основным материалом для штампов является деформированная сталь, иногда применяют литую сталь или специальные сплавы. [c.128]

Горячей деформацией (с полным разупрочнением) называют такую, в процессе которой рекристаллизация успевает произойти полностью. В результате горячей деформации металл получает полностью рекристаллизованную равноосную микроструктуру при отсутствии каки.ч-либо следов упрочнения. [c.55]

На изменение механических свойств в процессе горячей деформации наиболее значительное влияние оказывают химический состав и структура металла или сплава, температура обработки, степень и скорость [c.5]

Процесс пластической деформации металла в горячем состоянии [c.191]

Процесс пластической деформации металла в горячем состоянии происходит путем диффузионного перемещения атомов из одних объемов зерна в другие и сопровождается одновременно двумя явлениями — упрочнением и разупрочнением, которые изменяют свойства металла в двух противоположных направлениях. [c.191]

Влияние холодной деформации на свойства металла можно использовать для получения наилучших эксплуатационных свойств деталей, а управление изменением свойств в требуемом направлении и на желаемую величину может быть достигнуто выбором рационального сочетания холодной и горячей деформации, а также числа и режимов термических обработок в процессе изготовления детали. [c.58]

Когда металл после деформации имеет частично рекристаллизованную структуру, то такую обработку правильнее называть неполной горячей или теплой деформацией. В этом случае процесс деформации металла с большими обжатиями и больших сечений затрудняется. [c.60]

Структура, формирующаяся в процессе горячей пластической деформации, является термодинамически неравновесной. Поэтому связь между напряжениями, деформациями и скоростями деформации неоднозначна. Величина напряжений в значительной мере определяется тем, как происходило развитие деформаций во времени. Иными словами, история процесса оказывает значительное влияние на сопротивление деформации и напряженно-деформированное состояние при обработке металлов давлением. [c.481]

В плане отражены проблемные вопросы совершенствования производства стали, цветных металлов и полупроводниковых материалов, порошковой металлургии, защиты металлов и сплавов от коррозии Применение пульсирующего дутья при производстве стали , Проблемы совмещения горячей деформации и термической обработки стали , Процессы жидкостной экстракции в цветной металлургии , Безокислительный нагрев редких металлов и сплавов в вакууме , Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников , Феноменология спекания , Коррозионная усталость металлов , Защита от коррозии силикатами . [c.3]

В процессе возврата II рода дислокации перераспределяются и выстраиваются в стенки одна под другой. Каждая такая стенка выполняет роль малоугловой границы. Возврат может происходить при нагреве деформированного металла (статический возврат) и непосредственно в ходе горячей деформации. В последнем случае его называют динамическим, а полигонизацию —динамической. [c.14]

Так как при горячей деформации время деформирования мало (секунды или даже доли секунды), процессы упрочнения — разупрочнения носят особый характер. С ростом скорости деформации в металле возникает нестабильное структурное состояние с образованием неоднородной структуры, наблюдается нарушение строения отдельных уже частично деформированных зерен. Однако пластическая деформация нагретого металла проходит обычным дислокационно-сдвиговым механизмом и достаточно хорошо описывается различными физическими моделями горячей деформации. [c.10]

При горячей деформации в металле одновременно проходят два процесса зарождение микропор, пластических разрыхлений и микротрещин, которые при достижении критических значений приводят к образованию микротрещин и разрушению, а также залечивание пор и трещин, восстановление запаса пластичности. [c.14]

В процессе горячей пластической деформации связь между напряжениями, деформациями и скоростями деформации неоднозначна и реологические свойства металла в значительной мере определяются тем законом, по которому происходит развитие деформации во времени. [c.28]

Для процессов горячей деформации металлов характерна неоднород ность температурных полей, обусловленная особенностями теплопередачи и трения на поверхности контакта металла с инструментом [105, 205]. Тепловой процесс при прокатке состоит из двух стадий охлаждение поверхностных и разогрев внутренних слоев раската непосредственно в очаге деформации и выравнивание температуры по сечению за его пределами. Суммарный тепловой эффект в очаге деформации складывается из трех составляющих тепла пластической деформации (Здеф, тепла трения поверхностей Qtp и теплоотвода к деформирующему инструменту Q , т. е. Д< д=< тр4-< деф —С инс [c.163]

В значительной степени пластометрические исследования обусловили развитие целого направления в теории деформирования металлов и сплавов — создания физико-математических моделей течения материалов с учетом динамического и статического разупрочнения металла в процессе горячей деформации [44—53]. [c.68]

В заключение можно назвать основные направления развития пластометрических исследований на ближайшие годы 1) создание новых универсальных многоцелевых пластометров блочного типа, максимально близко моделирующих условия деформации различных процессов ОМД по температурно-скорост-ным условиям, законам развития деформации во времени и схемам напряженного состояния 2) разработка реологических моделей управления качеством металлопродукции для различных процессов ОМД на основе физических моделей течения металла в результате пластометрических исследований 3) соединение пластометрии с металлографией для анализа и контроля изменения структуры металла в процессе горячей деформации 4) проведение пластометрических исследований в особых условиях (вакуум, ультразвуковые, электрические поля и т. д.) 5) автоматизация пластометрических исследований при обработке опытных данных и управлении экспериментом создание автоматизированных комплексов типа пластометр — ЭВМ — графопостроитель или пластометр — УВМ — полупромышленное оборудование (прокатный стан, пресс, молот) 6) накопление, систематизация и формализация результатов пластометрических исследований с целью разработки подпрограмм Реология металлов в система- АСУ ТП и комплексных математических моделях различных процессов ОМД. [c.68]

Вторая технологическая схема позволяет совместить изготовление квазислоистого металла с формированием цилиндрической заготовки сосуда и выгодно отличается от первой схемы тем, что обечайка получается без продольных сварных швов. Сущность этой технологической схемы состоит в том, что многослойную кольцевую заготовку из рулонной стали нагревают в печи, а затем с целью получения сцепления между слоями осуществляют раскатку такой заготовки на радиальнопрокатном стане или на мощных четырехвалковых вальцах. Поскольку диаметр MG заготовки в процессе горячей деформации увеличивается, то для раскатки применяют МС заготовки с диаметром меньшим, чем требуемый диаметр обечайки сосуда. [c.36]

Наплавка рабочей поверхности инструмента для горячей деформации металлов занимает все больший объем в процессах его изготовления и восстановления. Существующие методы оценки износостойкости нанлавленных металлов и сплавов при трении в условиях теплосмен предусматривают наряду с замером твердости при высоких температурах проведение раздельных испытаний на сопротивление термической усталости (разгаростойкость) и изнашивание в процессе трения при рабочих температурах. Повышение твердости рабочей поверхности инструмента, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение износостойкости, с другой — приводит к снижению разгаростойкости, т. е. к появлению и развитию трещин термической усталости, усугубляющих износ. При проведении раздельных испытаний на изнашивание при высоких температурах и на разгаростойкость двоякая роль повышения твердости не позволяет определить ее оптимальную величину. [c.15]

В настоящее время получили распространение гранулируемые алюминиевые сплавы, отличающиеся высоким содержанием легирующих элементов (Мп, Сг, 7г, Т1, V), нерастворимых или малорастворимых в алюминии. Гранулирование (получение гранул — литых частиц с диаметром от нескольких миллиметров до десятых долей миллиметра) осуществляют распылением расплава с высокими скоростями охлаждения (Ю" —10 °С/с) в воде. При этом образуются пересыщенные переходными металлами твердые растворы на основе алюминия одновременно изменяется структура грубые первичные и эвтектические включения ингерметаллидов (присущие слиткам, получаемым по обычной технологии) становятся более тонкими и равномерно распределенными, что повышает механические свойства сплавов. Из гранул изготавливают прессованные полуфабрикаты и листы любых алюминиевых сплавов. В процессе горячей деформации при получении полуфабрикатов аномально пересыщенные твердые растворы распадаются с выделением дисперсных частиц интерметаллидов. Таким образом, технологический нагрев до 400—450 °С при изготовлении полуфабрикатов является упрочняющим старением сплава. Роль закалки для таких сплавов играет кристаллизация при больших скоростях охлаждения. [c.190]

С повышением температуры сопротивление металла деформации уменьшается, а его пластичность, как правило, увеличивается, что связано с протеканием процессов разупрочнения и рекристаллизации (см. гл. VIII). Однако при наличии структурных превращений в процессе горячей деформации сплава пластичность мо,чет и уменьшиться. [c.297]

На первой стадии нагрева металла при сравнительно невысокой температуре начинаются изменения, связанные с дефектами кристаллического строения. При дальнейшем новышении температуры в некоторых металлах развивается вторая стадия возврата структуры металла. Чаще всего это бывает в металлах при нагреве после небольших деформаций или в процессе горячей деформации при пониженной температуре. При дальнейшем нагреве начинается процесс первичной рекристаллизации. Небольшое дальнейшее повышение температуры или увеличение времени пребывания при температуре начала рекристаллизации приводит к изменению структуры металла, когда металл приобретает высокую пластичность, а созданная наклепом повышенная прочность снижается. За первой стадией рекристаллизации следует вторая, при которой за счет диффузионных процессов происходит активный рост зерен. Процессы рекристаллизации имеют разностороннее зна- чение при формировании сварных соединений. При дуговой сварке процесс рекристаллизации влияет на строение и свойства сварного соединения. Термодефор- [c.7]

В настоящее время из сплава М40 получены все основные виды промышленных полуфабрикатов фольга толщиной до 50 мкм, листы, прессованные полуфабрикаты [61, с. 331], поковки (в том числе кольца диаметром до 2000 мм), штамповки и т. д. При изготовлении этих полуфабрикатов выявляются некоторые особенности сплава, обусловленные его природой. Так, в процессе деформации (особенно холодной) сплав быстро упрочняется, что приводит к увеличению числа промежуточных отжигов. Припро-ведении прессования, ковки, штамповки и других операций требуются повышенные усилия деформации. Не желателен нагрев металла перед деформацией выше 440° С, так как это уменьшает степень дробления литых фаз, присутствующих в сплаве в большом количестве, что может ухудшить качество полуфабрикатов. Для получения хорошей поверхности полуфабрикатов необходимо применение пониженных скоростей горячей деформации (подобно сплаву АМгб). В этом случае в процессе горячей деформации в металле успевает пройти частичный отжиг, способствующий исчезновению части образовавшихся несовершенств кристаллической решетки, что повышает пластичность металла. Так, например, при ковке на прессе литой нагретой заготовки первая осадка осуществляется с умеренной скоростью, при этом после небольшой осадки по высоте заготовки делается непродолжительная остановка (происходит частичный отжиг), после чего деформация продолжается. Для более полного дробления литых интерметаллидных фаз при ковке деформацию проводят с тройной сменой осей (не менее), но уже при второй и более осадках увеличивают процент деформации до обычного. Отличительная особенность полуфабрикатов и слитков сплава М40 — наличие мелкозернистой структуры. Изменение температурного режима и степени деформации, а также проведение нагревов полуфабрикатов прн высоких температурах незначительно изменяют размеры зерен. [c.131]

Для полной характеристики поведения стали при холодной и горячей штамповке этих данных оказывается недостаточно, так как в процессе пластической деформации металл испытывает, кроме растяжения, также напряжения изгиба, сжатия и др. Поэтому для определения пригодности тонколистовой стали к глубокой вытяжке проводят специальное технологическое испытание с помощью прибора ПТЛ (проба по Эриксену), выдавливая пуансоном определенного радиуса в образце металла лунку. Глубина лунки, при которой в металле происходи тразрыв, должна быть для стали толщиной 0,5 мм — не менее 8,5—9,0 мм, толщиной 1 мм — не менее 10—10,5 мм и толщиной 2 мм — не менее 2 мм. Однако надежную информацию о поведении стали как при холодной, так и при горячей штамповке можно получить лишь в результате опробования в производственных условиях. [c.97]

Влияние химического состава на изменение свойств металлов и сплавов связано с фазовыми превращениями, происходящими в них в процессе горячей деформации. В зависимости от химического состава изменяется при нагреве критическая температура роста зерна. Исследованиями [1] установлено, что начало интенситаого роста зерна феррита наступает при 1200°С, для низкоуглеродистой стали (0,12% С)—при 1250°С, а для хромоникелевой стали (0,23%С)—при 1150°С. [c.5]

ЧЕКАНКА, один из процессов холодной деформации металла, применяемый или как вспомогательный процесс (наир, для уплотнения клепаных швов) или как самостоятельный (для придания формы изделию с очень точными размерами—порядка 0,1—0,001 мм) в последнем случае Ч. применяется напр, для изготовления художественных изделий (медали, монеты и т. п.), для прессовки—Ч. штампованных в горячем состоянии изделий нри массовом производстве такой процесс Ч. дает полуфабрикат, могупщй итти в сборку без обработки тех поверхностей, к-рые были подвергнуты Ч. [c.432]

В уравнении (2) значения Oj зависят от интенсивности скорости деформации е. В процессе горячей обработки металлов давлением эта зависимость хорошо аппроксимируется известной степенной функцией, рекомендуемой М.А. Зайковым [c.248]

Рекристаллизованлые зерна после горячей деформации, как правило, характеризуются повышенной плотностью дислокаций, а часто содержат и остатки дислокационных субграниц. В результате твердость рекри-сталлизованных зерен горячедеформированного металла выше твердости отожженного. Это связано с тем, что формирование зародышей рекристаллизации реализуется с участием процесса коалесценции субзерен. Немалую роль может играть и то, что зародыши рекристаллизации, возникшие на ранней стадии, наклепываются в процессе дальнейшей деформации. [c.368]

Особенности кинетики рекристаллизации в процессе изотермических выдержек после горячей деформации создают широкие возможности для управления величиной зерна деформированного металла и соответственно свойствами. В качестве примера можно привести режим последовательной деформации стали на непрерывных станах с регулируемым числом проходов и длительностью междеформационных пауз. Последние выбирают так, чтобы конец паузы (начало деформации при оче- [c.380]

Введение примесей в металл (легирование) увеличивает температуру рекристаллизации. Чем выше степень деформации, тем ниже температура рекристаллизации. Если пластическая деформация происходит при температуре выше температуры рекристаллизации, то эффект упрочнения будет устраняться процессом рекристаллизации. При нагреве нагартованного металла ниже температуры рекристаллизации наклепанное состояние металла сохраняется. Это дает основание различать два вида обработки металла горячую и холодную деформации. Горячая деформация — пластическая деформация выше температуры рекристаллизации холодная деформация — пластическая деформация ниже температуры рекристаллизации. [c.85]

В зависимости от величины горячей деформации после снятия нагрузки в металле возможно протекание процесса статического возврата, статической рекристаллизации и метадинамической рекристаллизации. После небольшой деформации проходит лишь динамический возврат, при е>0,1 4-0,2 Smai проходит [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...