Сопротивление деформации при высоких температурах

При горячей прокатке, ковке, штамповке деформация осуществляется вместе с рекристаллизацией.

Сопротивление деформации в общем случае зависит от температуры, степени деформации и скорости деформации. Необходимо также в ряде случаев учитывать и историю деформирования (τ), то есть между этапами деформирования паузы или нет. В паузах происходит рекристаллизация и разупрочнение.

Зависимость от для низкоуглеродистой стали представлена на рис. 3.25. При температуре происходит повышение прочности и снижение пластичности. Это зона синеломкости. Объясняют повышение выпадением мельчайших частиц карбидов по плоскостям скольжения.

Рис. 3.25. Зависимость от для низкоуглеродистой стали

При дальнейшем повышении температуры уменьшается монотонно. При повышении температуры на 1000 снижается в 10 раз.

Нарушение монотонного падения наблюдается при температуре 700-800. Это область фазовых превращений (зона красноломкости). Широкие области монотонного понижения с повышением (при = 800 – 1200) хорошо описываются экспоненциальной зависимостью.

Испытание на осадку:

;;;;;

где v – скорость перемещения подвижного бойка; h – текущая высота образца.

Если v будет постоянна, а h в опыте уменьшается, то получим в опыте переменную величину. То есть выявить влияние на четко не удастся. Это если выполнять осадку на обычной испытательной машине (обычном гидропрессе).

Для проведения испытаний при постоянной величине созданы специальные машины – пластометры. Пластометр конструкции УЗТМ (Уральский завод тяжелого машиностроения, г. Екатеринбург) представлен на рис. 3.26 [11].

Рис. 3.26. Пластометр конструкции УЗТМ:

1 – шток с поршнем; 2 – плунжер; 3 – ролик; 4 – кулачок; 5 – маховик;

6 – образец; 7 – бойки для осадки; 8 – захваты для растяжения

Специальное устройство после достижения маховиком нужной скорости вращения выдвигает кулачок в рабочее положение. Кулачок имеет специальную профилировку и в исходном положении утоплен в тело маховика. Профилировка такая, что ролик и плунжер перемещаются с переменной скоростью по определенному закону. Значит и шток с поршнем имеют переменную скорость v, а будет постоянной, так как. Здесь h – текущая (изменяющаяся) высота. Нижняя часть штока предназначена для осадки, верхняя – для растяжения.

Образцы небольшие, быстро остывают. Поэтому их осаживают в

контейнере (рис. 3.27), который нагревают в печи вместе с образцом. Корпус и пуансон изготавливают из высоколегированной стали; бойки - из жаропрочного сплава. Нагретый в печи контейнер с образцом вынимают из печи и устанавливают в пластометр. Маховик уже набрал нужную скорость вращения и включают кулачок.

Рис. 3.27. Контейнер для осадки образцов:

1 - пуансон; 2- корпус; 3 - бойки; 4 - термопара; 5 – образец

В качестве смазки применяют стекло. Пластометр снабжен тензометрической аппаратурой, осуществляющей регистрацию силы осадки Р, абсолютной деформации и скорость движения штока.

Результаты опытов можно представить в виде графиков. Для примера приведены данные для стали марки Р12 (рис. 3.28).

Выводы из анализа многочисленных экспериментальных данных [5]:

1) увеличивается с увеличением при всех температурах и; эта зависимость хорошо аппроксимируется степенной функцией. Увеличение с увеличением можно объяснить тем, что при больших скоростях не успевают проходить процессы разупрочнения (за счет рекристаллизации);

2) упрочнение, то есть повышение с увеличением характерно в пределах изменения от 0 до 0,3…0,4;

3) интенсивность упрочнения с развитием деформации уменьшается; при некоторой степени деформации достигается предел упрочнения, после чего остается постоянным или даже уменьшается. Падение характерно для

Рис. 3.28. Графики зависимости сопротивления деформации от степени

деформации для стали Р12:

1 - = 800; = 100 с^-1; 2 - = 800; = 10 с^-1;

3 - = 1200; = 100 с^-1; 4 - = 1200; = 10 с^-1

высоколегированных сплавов. Объяснение: при большой деформации металл разогревается и идут динамические процессы разупрочнения, которые при увеличении деформации ускоряются настолько, что не только нивелируют дальнейший прирост, но отчасти снимают упрочнение, достигнутое на предыдущих этапах деформации.

С увеличением содержания в стали углерода; легирующих добавок возрастает. Опытные данные можно аппроксимировать формулой:

.

Здесь е – основание натурального логарифма; a, b, k, m - коэффициенты регрессии, определяемые методом наименьших квадратов; для каждой марки стали они имеют разные числовые значения. Формула хорошо работает при;;.

Приведем примерные значения (с^-1) при горячей деформации для разного оборудования: прессы гидравлические – 0,03…0,06; кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) – 1…10; молоты – 10…250.

Дата добавления: 2014-01-05