Виды деформации при обработке металлов давлением

ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ [c.15]

С. и. Губкин различает четыре вида деформации при обработке металлов давлением 1) холодную деформацию 2) неполную холодную (подобную холодной) 3) неполную горячую 4) горячую. [c.162]

Практически трудно создать условия для холодной и горячей обработки давлением в чистом виде. Поэтому при обработке металлов давлением часто наблюдаются неполная холодная и неполная горячая деформации. [c.163]

При обработке металлов давлением соотношение перемещений металла по отдельным направлениям (смещенные объемы) определяется на основании правила наименьшего сопротивления. Свободному перемещению металла препятствуют два фактора — трение на контактной поверхности и форма зоны деформации. В случае осаживания образца прямоугольного сечения между параллельным плитами можно представить два вида деформации. При отсутствии трения на контактных поверхностях объем металла, смещенный по высоте, равномерно распределится по всем направлениям в горизонтальной плоскости и конечная форма изделия повторит исходную. При осадке параллелепипеда получится параллелепипед, при осадке образца треугольного сечения получится изделие треугольного сечения. Осадка образца в реальных условиях сопровождается трением по контактным поверхностям, в результате чего после осадки образцов любой формы поперечного сечения форма конечного изделия будет стремиться к форме круга, как имеющей наименьший периметр. В условиях трения на контактных поверхностях перемещению металла будет препятствовать сила трения — в направлении большего линейного размера действует большая сила трения и наоборот. Так, в случае деформации параллелепипеда наибольшая сила трения будет действовать на металл по направлению диагоналей. В направлении, перпендикулярном большей стороне параллелепипеда, сопротивление перемещению металла будет наименьшим. Переме щение металла по различным направлениям будет обратно пропорционально величине подпирающих сил трения. В случае возможности перемещения точек деформируемого тела в различных направлениях каждая точка деформируемого тела перемещается в направлении наименьшего сопротивления. При осадке параллелепипеда между наклонными плитами течение металла в различных направлениях будет определяться силой трения и горизонтальной составляющей деформирующего усилия. Рассматривая только подпирающее действие горизонтальной составляющей деформирующего усилия, можно [c.257]

Давая обобщенную характеристику условиям трения при обработке металлов давлением, следует сделать вывод, что при горячей обработку основным видом трения является полусухое трение, причем роль разделительной среды выполняют не только окисные пленки, которые могут находиться в размягченном состоянии, но также вода, пар и различные загрязнения, попадающие в очаг деформации. [c.14]

Однако в самом общем случае пластического формоизменения, в основном конечного (значительного), и, в частности, при обработке металлов давлением главные оси напряжений могут не совпадать с главными осями деформаций, вид напряженного состояния может не соответствовать виду деформации, а характер нагружения не может быть отнесен к категории простого, так как вследствие значительного формоизменения координаты точек приложения внешних сил изменяются во времени. Поэтому в общем случае пластического формоизменения отсутствует гарантия однозначности протекания процесса деформации или, как это принято называть, монотонность процесса, и непосредственно связь деформаций с напряжениями установить невозможно. В этом случае устанавливается связь напряжений со скоростью деформации. Скоростью деформации или компонентом скорости деформации называется относительная деформация прямолинейного отрезка I в направлении координатных осей, происходящая в течение весьма малого промежутка времени, [c.12]

Закон постоянства объема. Пластическая деформация литого металла (слитка) сопровождается небольшим (1—2%) уменьшением его объема, которое является результатом ликвидации пустот в виде газовых пузырей и т. п. Практически этим изменением можно пренебречь. Обычно принимают следующее условие объем тела до пластической деформации равен его объему после деформации. Это условие носит название закона постоянства объема. Законом постоянства объема пользуются при расчете заготовки при обработке металлов давлением. [c.361]

Рассмотрены особенности трения в процессах обработки металлов давлением. Показано, что в процессах производства труб уменьшение сил трения между инструментом и деформируемым металлом достигается главным образом за счет применения технологических смазок. В работе приведены составы смазок дл различных видов деформации труб при температурах от 300 до 1250° С. [c.155]

Остаточная деформация сохраняется после устранения силы, вызвавшей ее. Следовательно, до начала пластической деформации внешние силы должны проделать определенную работу, которая аккумулируется в деформируемом теле в виде потенциальной энергии, при этом межатомные расстояния уменьшаются (увеличиваются) и возникают внутренние силы, которые стремятся вернуть атомы в первоначальное, равновесное состояние. Внутренние силы уравновешивают действие деформирующего внешнего усилия. В технических процессах обработки металлов давлением, кроме деформирующего усилия и внутренних сил, необходимо учитывать силы трения на контакте деформируемого металла и инструмента, реакции стенок инструмента. При решении задачи о величине деформирующего усилия необходимо учитывать все силы, действующие в каждом конкретном случае. [c.244]

На станах горячей прокатки пластической деформации подвергается 80 всей выплавляемой стали. Горячая деформация является основным видом обработки. Горячая прокатка требует меньших усилий и, следовательно, меньших затрат электроэнергии. Повышенная пластичность при горячей прокатке позволяет за один передел получать значительное уменьшение площади поперечного сечения, т. е. процесс является эффективным. Слитки, обладающие большой структурной и химической неоднородностью, могут быть пластически деформированы только в горячем состоянии. Качество готового проката в существенной степени определяется режимом горячей обработки металлов давлением. [c.266]

В первой и во второй частях книги получены 29 уравнений, содержащие только упомянутые 29 величин, которые характеризуют напряженно-деформированное состояние. Следовательно, получена замкнутая система уравнений теории пластичности. Она представляет собой математическую модель упруго-пластической деформации. Напряженно-деформированное состояние в любом процессе обработки металла давлением (при прокатке, волочении, прессовании и др.) удовлетворяет этой системе уравнений. Поэтому ее недостаточно для достижения указанной цели теории пластичности. При интегрировании системы дифференциальных уравнений появляются новые постоянные и функции координат и времени, для определения которых нужны дополнительные уравнения, конкретизирующие процесс. Это уравнения, описывающие начальное состояние тела в момент времени f (начальные условия), и уравнения, отображающие взаимодействие деформируемого тела с окружающей средой (граничные условия). Совокупность начальных и граничных условий называется краевыми условиями. Они определяют пространственно-временную область, в пределах которой происходит исследуемый процесс обработки металла давлением, и вместе с замкнутой системой уравнений теории пластичности образуют краевую задачу. Ее решение, т. е. результат интегрирования замкнутой системы уравнений при заданных начальных и граничных условиях, представляет собой математическую модель рассматриваемого процесса (прокатки, волочения, прессования и т. д.) в виде 29 функций координат [c.233]

Поскольку при больших пластических деформациях применительно к задачам обработки металлов давлением изменение плотности материала все же является малым, связь между плотностью р (или относительным изменением объема 0) и давлением р (причем р — — а) заменяется условием несжимаемости. Поскольку xx yv V zz относительное изменение единичного объема вещества в единицу времени, то условие несжимаемости имеет вид [c.200]

Следует иметь в виду, что одна и та же температура может определять для различных металлов различные виды деформации. Например, обработку давлением свинца и цинка при комнатной температуре относят к горячей деформации, а обработку некоторых тугоплавких металлов даже при сравнительно высоких температурах, 1100°С, — к холодной деформации, поскольку температура рекристаллизации Zn и РЬ равна 0° С, а W 1210 С. [c.19]

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]

Горячая обработка давлением является основным видом обработки. Основное преимущество горячей обработки металлов давлением по сравнению с холодной — значительное уменьшение сопротивления деформации и, как правило, увеличение пластичности при повышении температуры. Это позволяет вести обработку с большими частными и общими степенями деформации при меньших усилиях и расходе энергии. [c.144]

Основным видом обработки металлов давлением является горячая обработка. При горячей обработке давлением происходят разрушение литой структуры с образованием мелких равноосных зерен, заварка пустот, уплотнение металла. Усилия и расход энергии на деформацию при горячей обработке значительно ниже, чем при холодной обработке. Поэтому, как правило, литой металл сначала обрабатывают давлением в горячем состоянии. [c.352]

Не всегда при исследовании задач обработки металлов давлением удается описать простыми координатными функциями с небольшим числом варьируемых коэффициентов сложный характер течения металла во всем объеме деформируемого тела, например, когда пластические деформации охватывают не весь объем тела или имеется резкая неравномерность деформации. В этом случае хорошие результаты получаются, если применить метод разрывных решений, по которому поле скоростей задается в виде разрывных функций. При этом поверхности разрывов выбираются из условия задачи (например, граница очага деформации с недеформирующимися внешними зонами при прокатке и т. д.), а разрывы принимаются лишь для составляющих скорости, которые лежат в плоскости, касательной к поверхности разрыва. [c.97]

В процессе обработки металлов давлением оба вида деформаций протекают одновременно. Однако какой из видов деформации является преобладающим, определяется соотношением прочности зерен и их границ при данном состоянии металла или сплава. [c.89]

С дальнейшим увеличением нагрузки и возрастанием касательных напряжений пластическая деформация охватывает и другие зерна, плоскости скольжения которых не ориентированы под углом 45 к действующему усилию. В процессе обработки металлов давлением оба вида деформаций протекают одновременно. Однако, какой из видов деформации является преобладающим, определяется соотношением прочности зерен и их границ при данном состоянии металла или сплава. [c.307]

Если в результате процесса рекристаллизации перестройка кристаллической решетки успевает произойти в самом процессе тепловой обработки металла или завершается вскоре после ее окончания, то такая обработка называется горячей обработкой давлением. Горячая обработка металлов и сплавов ведется обычно при температурах, равных 0,6—0,8 от абсолютной температуры плавления. При такой температуре процессы рекристаллизации протекают очень быстро. Таким образом, обработка металлов давлением при температурах ниже температуры рекристаллизации называется холодной обработкой. В результате обработки после деформирования сохраняется искаженная кристаллическая решетка, т. е. имеет место наклеп металла. Поэтому следует иметь в виду, что, например для вольфрама, плавящегося при температуре 3410° С, обработка давлением даже при температуре 1000° С будет холодной , так как при этом его рекристаллизация еще не происходит и сохраняется наклеп, а деформация свинца при комнатной температуре является горячей , так как свинец плавится при абсолютной температуре 600° К- Так как 0,4 от абсолютной температуры плавления свинца будет составлять температура 240° К, при комнатной температуре 20° С (293° К) процессы рекристаллизации пройдут полностью. Следовательно, по шкале абсолютных температур указанная обработка будет горячей, так как происходит выше 0,4 от абсолютной температуры плавления свинца. [c.184]

Вид напряжённого состояния при пластической деформации влияет на равномерность деформации. При боковом давлении равномерность деформации больше, чем при обработке свободной ковкой. Экспериментально установлено, что в металле, обработанном при боковом давлении, остаточные напряжения меньше, чем при свободной ковке, Поэтому для получения [c.280]

В процессе механической обработки одновременно с возникновением микронеровностей образуется поверхностный слой с особыми физико-механическими свойствами. Причины этого явления — высокое давление и нагрев при резании, которые приводят к образованию разрывов и трещин в поверхностном слое, к обезуглероживанию и наклепу этого слоя. Вязкие металлы, кроме того, испытывают значительные пластические деформации, вызывающие изменение структуры поверхностного слоя. Толщина этого слоя зависит от материала детали, вида и режима обработки и при грубой механической обработке достигает 0,5—1 мм. [c.29]

Пластическая деформация поликристаллического металла протекает аналогично деформации монокристалла, путем сдвига (скольжения) или двойникования. Формоизменение металла при обработке давлением происходит путем пластической деформации каждого зерна. При этом следует иметь в виду то, что зерна ориентированы не одинаково, пластическая деформация не может протекать одновременно и одинаково во всем объеме поликристалла. [c.72]

Таким образом, экспериментально подтверждается значительное влияние вида напряженного состояния на технологическую пластичность металла при деформировании. Увеличение пластичности на 30—50% достигалось ограничением свободного уширения металла жесткими стенками штампа или калибра (при прокатке), т. е. созданием более мягкой схемы напряженного состояния. Применение схемы всестороннего сжатия при деформировании позволяет помимо повышения технологической пластичности получить более однородные структуру и механические свойства благодаря более равномерному распределению деформации. При ограничении свободного уширения металла жесткими стенками штампа при осаживании или калибра при прокатке удельное давление течения металла значительно возрастает. Полное ограничение уширения при прокатке может повысить удельное давление более чем в 3 раза по сравнению с прокаткой в калибрах со свободным уширением. Для металлов и сплавов, имеющих достаточно высокую пластичность, применять специальные приспособления для получения более мягких схем напряженного состояния (всестороннее неравномерное сжатие) нецелесообразно вследствие значительного увеличения расхода энергии и износа инструмента, но они совершенно необходимы при обработке сплавов с ограниченным запасом пластичности. [c.92]

Рассмотрим теперь более подробно процесс деформирования срезаемого слоя режущим инструментом. Можно представить себе процесс резания пластичного металла, сравнивая его с вдавливанием пуансона при обработке давлением (рис. 46, а). При вдавливании пуансона в пластичный металл, когда напряжение достигает предела текучести, в нем происходят местные сдвиги, причем они обнаруживаются при появлении линий скольжения, представляющих собой следы относительных сдвигов частиц металла. Установлено, что положение линий скольжения при пластической деформации можно представить в виде сетки логарифмических спиралей, показывающих, в каком направлении сдвигаются зерна металла (на рис. 46, а эти направления показаны стрелками). Подобную схему можно построить и для обработки металла резанием. Под действием режущего инструмента в срезаемом слое происходит сдвиг частиц металла в направлениях, соответствующих линиям скольжения (рис. 46, б).. При этом сдвиг частиц металла будет происходить в направлении наименьшего сопротивления, т. е. в сторону обрабатываемой поверхности. Впереди резца образуется деформированная зона, ограниченная изогнутой поверхностью сдвига (линия ОА на рис. 46, б). Под действием режущего инструмента срезаемый слой деформируется до тех пор, пока напряжение в деформированной зоне не достигнет 96 [c.96]

Следует иметь в виду, что струйная обработка при давлении струи воздуха или жидкости более 2—3 атмосфер может создавать на поверхности металла значительный наклеп, способный вызвать деформацию тонкостенных деталей. [c.86]

Кривыми упрочнения можно пользоваться для анализа характера и степени влияния упрочнения на величину необходимых для деформирования усилий при обработке металлов давлением. Дня облегчения аналитического решения задачи по установлению вл.1яния упрочнения на величину усилия деформирования и на растределение напряжений в деформируемом теле необходимо криьую упрочнения представить в виде уравнения, связывающего напряжение текучести со степенью деформации. С целью упрощения функциональной зависимости напряжений текучести от степени деформации кривую упрочнения заменяют прямой линией Юл степенной кривой. [c.46]

Для упрочнения металлических изделий применяют TaKHfe наклеп (поверхностный и объемный), осуществл.чемый при всех видах обработки металлов давлением (ковке, штамповке, прокатко и др.), легирование (введение легирующих добавок в сплавы), модифицирование (обработка жидких сплавов небольшими активными добавками — модификаторами) и другие способы обработки. Находят применение и комбинированные методы упрочнения изделий за счет одновременного применения упрочнения легированием, деформацией и термообработкой. Максимальное упрочнение при этом достигается благодаря образованию очень высокой плотности и оптимального распределения дислокаций. [c.8]

При обработке металлов и сплавов методами данной группы главные сжимающие напряжения, действующие в деформируемом металле, достаточно высокие, а растягивающие напряжения относительно невелики. Вид напря (енного состояния соответствует неравномерному всестороннему сжатию, а деформированное состояние характеризуется разноименной схемой, в которой две деформации сжатия, действующие от деформирующей силы и бокового давления со стороны стенок контейнера и одна деформация растяжения, возникающая при истечении металла из очка матрицы. Последняя и приводит во многих случаях прессования выдавливанием к понижению пластичности прессуемого металла, а при определенных условиях обработки (при повышении скорости и понижении температуры прессования) — к образованию трещин в прессуемых прутках, профилях, трубах и штамповках. Таким образом, напряженно-деформированное состояние металла при прессовании выдавливанием с соблюдением установленного термомеханического режима делает пластическую деформацию металлов и сплавов этим методом, протекающей при благоприятном нагружении. [c.59]

Одновремейно передняя грань резца, произведя Давление на металл, создает в небольшой зоне впереди резца первоначально сложное упруго напряженное состояние, переходящее затем по мере продвижения резца в пластическую деформацию. Последняя отчетливо распространяется в зоне, ограниченной поверхностью А М, расположенной под некоторым углом Эту поверхность Тиме назвал плоскостью скалывания и соответственно угол — углом скалывания. При некоторых условиях резания, например при обработке хрупких, твердых или сильно наклепывающихся металлов, сдвиг и даже полное скалывание элемента стружки происходит вдоль этой плоскости (точнее поверхности). При дальнейшем движении резца деформированный слой металла, снятый в виде стружки, с углом направления ее текстуры Рг отходит в направлении, нормальном плоскости скалывания. [c.62]

При разработке методики лабораторных экспериментов по установлению эффектов наводороживания важнейшим требовани-СхМ является достаточно близкая имитация производственных условий, н которых находилось оборудование, подвергнувшееся водородному поражению. К этим условиям относятся не только рабочие срелы, температуры и давления, виды и величины внутренних напряжений в металле, но и условия изготовления (материал, деформация, термическая обработка, сварка и др.) аппарата. В частности при имитации наводороживания при коррозии недопустимо использование электролиза наложенным током (для ускорения испытаний) без предварительного экспериментального доказательства хорошей корреляции результатов обоих процессов. [c.25]

Чистовая обработка отверстий давлением применяется после предварительного сверления, рассверливания или растачивания для чистовой обработки глухих и сквозных отверстий диаметром от 7 до 300 мм и различной длины в изделиях из стали, чугуна, цветных сплавов и других металлов, например в трубах, цилиндрах кузнечно-прессового оборудования и других разнообразных деталях. Чистовая обработка давлением основана на пластической деформации металлов и заменяет отделочные опв рации шлифования, хонингования и полирования. В зависимости от конструкции, размеров, требований к поверхности и серийности изделий применяется прошивание м протягивание въ -глаживающими прошивками и протяжками, раскатывание пластинчатыми, роликовыми и шариковыми раскатками жесткого или упругого действия. Указанный вид обработки обеспечивает второй класс точности и девятый-десятый классы чистоты поверхности, а также упрочняет поверхностный слой металла и устраняет недопустимое проникновение в поверхность обрабатываемого металла абразивных зерен, имеющее место при доводке и притирке деталей из сырых сталей и цветных сплавов абразивными материалами. Чистовая обработка давлением выполняется на токарных, сверлильных и других станках. Режимы обработки устанавливаются такими, чтобы избежать перенапряжения поверхностных слоев металла и деформации всей заготовки. [c.289]

Медные сплавы имеют узкий интервал температур ковки и горячей штамповки, невысокий запас пластичности при свободной ковке и высокую теплопроводность в конечной стадии обработки, вследствие чего эти сплавы приобретают пониженную пластичность. Поэтому для медных сплавов следует применять вид нагружения при ковке и горячей штамповке с возможно наименьшими растягивающими деформациями и напряжениями. Руководствуясь этим, слитки медных сплавов деформируют преимущественно прессованием в контейнерах, а горячую штамповку обычно производят или закрытыми методами обработки (штамповка в закрытых штампах), или полузакрытыми методами, или открытыми, но с ограниченным уширением. При этом технологические процессы приме-- няют с возможно наименьшим числом операций, а в большинстве случаев, штампуют детали на одно давление или один удар молота. Для повышения пластичности металла койнтейнеры и штампы подогревают до 300—500° С. [c.65]

Механическая обработка бывает двоякого рода обработка резанием и обработка дав.пением. При обработке резанием изменяются дишь поверхностный слой н в 1ешияя форма путем резания или снятия стружки при обработке давлением производится деформация во всей толще металла. Здесь бу. ем иметь в виду лишь обработку давлением (в согласии с примечанием на стр. 37). [c.180]

В сечении осаженных образцов стали ЭИ395, изображенных на фиг. 52, можно различить четыре зоны с различной по величине и форме зерна микроструктурой. Приведенные данные указывают на меньшую неоднородность микроструктуры в образцах, осаженных в штампе. Меньшая неоднородность микроструктуры во всех случаях, когда стали и сплавы деформируются полузакрытыми и закрытыми методами обработки, происходит вследствие более равномерной деформации при таком виде напряженно-деформированного состояния обрабатываемого давлением металла. Поэтому методы обработки давлением, в которых механическая схема деформации соответствует всестороннему сжатию с достаточно высокими главными сжимающими напряжениями, должны всегда применяться в тех случаях, когда необходимо повысить пластичность обрабатываемых сталей и сплавов, а также однородность макро- и микроструктуры и механических свойств деталей, изготовленных из этих сплавов. [c.90]

Выше было показано, что пластичность литого молибдена й его сплавов определяется в основном чистотой металла и количеством растворенньго кислорода. Достаточно чистый молибден при минимальном содержании кислорода (меньше 0,0005%) может обрабатываться давлением различными методами, и изменение вида нагружения при этом не влияет отрицательно на технологическую Пластичность литого металла. Наряду с Этим сЛитки из молибдена и молибденовых сплавов с повышенным содержанием Кислорода и Недостаточной раскисленностью металла при свободной ковке и прокатке в открытых калибрах обычно имеют недостаточную пластичность, и при обработке их этими методами образуются трещины (фиг. 217). Такие слитки для повышения пластичности литого металла должны подвергаться предварительной деформации при всестороннем сжатии методом прессования выдавливанием со степенью [c.299]

С увеличением степени холодной деформации показатели сопротивления деформированию (предел прочности, предел текучести и твердость) возрастают, а показатели пластичности (относительное удлинение и сужение) падают (рис. 13). При деформировании металла со степенью деформации более 50—70% предел прочности и твер- дость обычно увеличиваются в полто- ра-два, а иногда и в три раза в зави- Jo симости от природы металла и вида обработки давлением. 25 [c.41]

При любых видах пластического деформирования объем металла практически не изменяется. Эта закономерность позволяет рассчитывать увеличение или уменьщение размеров изделий и полуфабрикатов в процессе обработки давлением и предвидеть возможный характер деформации. Если рассматривать металл как изотропное тело, то удается выяснить общие закоиомериости пластического деформирования и установить действующие напряжения и реализуемые деформации. Если тело находится под нагрузкой и не перемещается в пространстве, то в каждой его точке действуют шесть компонент напряжешрл — три нормальных и три тангенциальных. Всегда можно выбрать такое направление осей координат, при котором тангенциальные напряжения окажутся равными нулю и останутся только нормальные напряжения, направленные перпендикулярно трем плоскостям, проходящим через каждую пару осей координат. Такие напряжения называются главными напряжениями, они определяют напряженное состояние тела. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...