Пластичность

Лекция

План:

1. Факторы, влияющие на пластичность

2. Методы оценивания пластичности

Пластичность зависит от природы вещества — его химического состава и структурного строения от температуры и скорости деформации, степени наклепа и от усло­вий напряженного состояния в момент деформации.

Чистые металлы обладают хорошей пластичностью; примеси, как правило, снижают пластичность, причем примеси, образующие с металлом твердые растворы, снижают пластичность меньше, чем примеси, нерастворяющиеся в нем. Особенно заметно снижают пластичность примеси, выпадающие при кристаллизации по границам зерен. Наклеп понижает пластичность металлов.

Повышение температуры металла приводит к увели­чению пластичности. При очень низких температурах все металлы становятся хрупкими.

При нагреве металла повышается подвижность ато­мов, ускоряются процессы отдыха и рекристаллизации, появляются новые системы плоскостей скольжения, все это положительно сказывается на пластичности. Однако влияние температуры не имеет постоянного, плавного характера. Существуют температурные интервалы, раз­личные для разных металлов, в которых наблюдается падение пластичности, связанное большей частью с влия­нием примесей.

К резкому падению пластических свойств приводит пережог, появляющийся после длительных выдержек ме­талла в окислительной среде при температурах, близких к температуре плавления. При пережоге происходит окисление поверхности зерен, ослабляющее межзеренные связи.

При охлаждении" пережженного металла пластические свойства не восстанавливаются, невозможно их вое-' становить и термообработкой, поэтому пережог считается неисправимым браком.

Понижение пластичности наблюдается также при чрезмерном укрупнении зерен и в области температур;; фазовых превращений, когда структура металла неоднородна как по размерам зерен, так и по их свойствам. Производить обработку давлением в интервалах темпе­ратур с пониженной пластичностью не рекомендуется.

Влияние скорости деформации на пластичность не однозначно. При горячей обработке металлов в связи с отставанием процесса рекристаллизации от наклепа по­вышение скорости снижает пластичность. При холодной обработке повышение скорости деформации может уве­личивать пластичность за счет разогрева металла выде­ляющимся теплом.

Большое влияние на пластичность оказывает харак­тер напряженного состояния. По существующим в теории обработки металлов давлением взглядам пластическая деформация происходит под действием сдвигающих нап­ряжений, а хрупкое разрушение вызывается нормальны­ми напряжениями растяжения.

Сдвигающие напряжения возникают как результат разности главных напряжений. В свою очередь разность главных напряжений может быть получена при действии только положительных напряжений растяжения, только при отрицательных напряжениях сжатия или одновре­менном действии напряжений разного знака.

Возрастание значения напряжений' сжатия в общей схеме напряженного состояния увеличивает пластич­ность.

Влияние напряженного состояния на пластичность можно оценивать по величине гидростатического дав­ления.

Гидростатическим давлением называют среднюю алгебраическую величину трех главных напряжений:

Напряжения в формулу необходимо подставлять с учетом их знака.

Если гидростатическое давление возрастает, то пла­стичность увеличивается, если же оно уменьшается, то пластичность уменьшается. Возрастание отрицательных значений означает уменьшение гидростатического дав­ления.

Методы оценки пластичности

Для того чтобы определить, какой металл обладает более высокой пластичностью, образцы испытуемых ме­таллов подвергают деформации в одинаковых условиях. Доведя деформацию до первых признаков разрушения (или до разрушения), измеряют полученную остаточную деформацию, которая и является характеристикой пла­стичности.

Чем больше остаточная деформация, полученная при таком испытании, тем выше пластичность.

В практике находят применение различные виды ис­пытаний для оценки пластичности.

Испытание растяжением на разрыв. Выполняется на специальных испытательных машинах. При таких испы­таниях определяется также предел текучести и предел прочности, однако к оценке пластичности они отноше­ния не имеют. Показателями пластичности служат отно­сительное удлинение образца

или относительное уменьшение площади поперечного сечения в месте разрыва

Испытание осадкой. Цилиндрические образцы осажи­вают под молотом или прессом. Показателем пластично­сти служит относительная деформация по высоте до об­разования первой трещины на боковой поверхности об­разца. Этот метод недостаточно точен, так как не всегда удается заметить появление первой трещины. Кроме того, при достаточной пластичности трещины вообще могут не появиться.

Испытание на выдавливание по Эриксену. Применяет­ся для тонких листов, предназначенных для штамповки, выполняется на специальном приборе. Пластинка ли­стового металла с помощью пуансона со сферической поверхностью продавливается через круглое отверстие матрицы. Для того чтобы при выдавливании не обра­зовалось складок, образец прижимается к матрице коль­цевой шайбой.

Испытание на перегиб. Конец плоского образца за­жимается в губках тисков или подобного специального устройства. При испытании выступающий из тисков вверх конец образца изгибается до горизонтального положения сначала в одну сторону, затем в другую и так далее до разрушения. Характеристикой пластичности служит чис­ло перегибов до разрушения. Способ прост, но не точен.

Испытание прокаткой клиновидного образца или про­каткой на клин. Последняя выполняется на валках, име­ющих прямоугольный калибр с постепенно изменяющей­ся по окружности валка высотой. При клиновой прокатке обжатия по длине образца постепенно увеличиваются. При достаточно больших обжатиях на кромке образца появляются трещины. Характеристикой пластичности служит относительное обжатие в месте образования пер­вой трещины. Результаты испытаний зависят от геомет­рических размеров образцов, соотношения между раз­мерами валков и образцов, условий контактного трения и других параметров, поэтому не всегда сопоставимы.

Дата добавления: 2014-01-07