Влияние различных факторов на пластичность и сопротивление материалов деформации

Напряженное состояние в некотором объёме тела характеризуют схемой главных напряжений, то есть трёх нормальных напряжений, действующих на трёх взаимно перпендикулярных площадках:

Деформированное состояние аналогично характеризуют схемой главных деформаций. Всего возможно 9 схем главных напряжений:

4 объемных.

3 плоских.

2 линейных.

При пластической деформации объём металла практически не меняется. Поэтому, не смотря на схему напряжений, схем деформаций возможно только 3. В различных процессах ОМД реализуется та или иная схема.

Механическая схема деформаций оказывает существенное влияние на пластичность металлов. Наилучшие условия для пластической деформации наблюдаются при объёмном трехосном сжатии и схеме деформаций с одной деформацией растяжения. А наихудшие - при схеме с двумя деформациями растяжения.

Схема главных деформаций определяет микроструктуру металла, поскольку зёрна металла вытягиваются в направлении главной деформации. Пластичность металлического материала зависит от его химического состава. Чистые металлы деформируются лучше, чем их сплавы.

Пластичность зависит от структуры. Так, например литой металл имеет крупнозернистую структуру и деформируется хуже, чем пластически деформированный и отожженный, имеющий мелкозернистую структуру.

На пластичность существенное влияние оказывает температура металла. При нагреве материала уменьшается сопротивление деформации и существенно возрастает относительное удлинение.

Повышение скорости деформации до 5 – 10 м/с приводит к увеличению сопротивления деформации и снижению пластичности. Однако, дальнейшее повышение скорости до 20 – 30 м/с при увеличении сопротивления приводит к увеличению пластичности.

Деформация может быть холодной и горячей. При горячей деформации можно достичь большего изменения размера и формы детали при меньших усилиях. Однако, нагрев металла до температуры пластической деформации сопровождается интенсивным окислением металла. На поверхности образуется слой окалины, который ухудшает качество поверхности, а также приводит к быстрому износу инструмента. В то же время образование слоя окалины сопряжено с потерей металла. Чрезмерный нагрев метла приводит к росту зёрен, что ухудшает механические свойства материалов. Это перегрев. Его можно исправить. При более высоких температурах нагрева наблюдается окисление и проплавление по границам зерен. Это пережог. Он неисправим. Поэтому нагревать металл необходимо осторожно, выбирая оптимальный температурный интервал. Сталь нужно нагревать до состояния аустенита, а именно, на 30⁰ - 50⁰ выше линии GSE диаграммы состояния.

При холодной деформации качество поверхности выше, но пределы деформации меньше. При холодной деформации развивается наклёп.

Дата добавления: 2014-01-20