Ang plasticity ay nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap (ang kemikal na komposisyon at istruktura ng istruktura), temperatura, rate ng strain, antas ng hardening, at sa mga kondisyon ng estado ng stress sa sandali ng pagpapapangit.
Impluwensya ng mga likas na katangian ng metal. Ang plasticity ay direktang nakasalalay sa kemikal na komposisyon ng materyal. Sa pagtaas ng nilalaman ng carbon sa bakal, bumababa ang ductility. Ang mga elemento na bumubuo sa haluang metal bilang mga impurities ay may malaking impluwensya. Ang lata, antimonyo, tingga, asupre ay hindi natutunaw sa metal at, na matatagpuan sa kahabaan ng mga hangganan ng butil, nagpapahina sa mga bono sa pagitan nila. Ang punto ng pagkatunaw ng mga elementong ito ay mababa; kapag pinainit para sa mainit na pagpapapangit, natutunaw ang mga ito, na humahantong sa pagkawala ng ductility. Ang mga substitutional impurities ay nagpapababa ng plasticity na mas mababa kaysa sa mga interstitial impurities.
Ang plasticity ay nakasalalay sa estado ng istruktura ng metal, lalo na sa panahon ng mainit na pagpapapangit. Ang heterogeneity ng microstructure ay binabawasan ang plasticity. Ang mga single-phase alloy, ceteris paribus, ay palaging mas ductile kaysa sa dalawang-phase. Ang mga phase ay may iba't ibang mga mekanikal na katangian, at ang pagpapapangit ay hindi pantay. Ang mga pinong butil na metal ay mas ductile kaysa sa mga magaspang na butil. Ang metal ng mga ingots ay hindi gaanong ductile kaysa sa metal ng isang rolled o forged billet, dahil ang cast structure ay may matinding inhomogeneity ng mga butil, inclusions, at iba pang mga depekto.
Epekto ng temperatura. Sa napakababang temperatura, malapit sa absolute zero, lahat ng metal ay malutong. Ang mababang ductility ay dapat isaalang-alang sa paggawa ng mga istruktura na tumatakbo sa mababang temperatura.
Sa pagtaas ng temperatura, tumataas ang ductility ng low-carbon at medium-carbon steels. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga paglabag sa hangganan ng butil ay naitama. Ngunit ang pagtaas ng plasticity ay hindi monotonous. Sa mga pagitan ng ilang mga temperatura, ang isang "pagkabigo" ng plasticity ay sinusunod. Kaya para sa purong bakal, ang brittleness ay matatagpuan sa temperatura na 900-1000 ° C. Ito ay dahil sa mga pagbabagong bahagi ng metal. Ang pagbaba sa plasticity sa temperatura na 300-400 ° C ay tinatawag asul na brittleness, sa temperatura na 850-1000 tungkol sa C - pulang brittleness.
Ang mga high-alloy na bakal ay may higit na malamig na ductility . Para sa mga ball-bearing steel, ang ductility ay halos hindi nakasalalay sa temperatura. Ang mga indibidwal na haluang metal ay maaaring magkaroon ng isang hanay ng mas mataas na ductility .
Kapag ang temperatura ay lumalapit sa punto ng pagkatunaw, ang ductility ay bumababa nang husto dahil sa overheating at overburning. Ang sobrang pag-init ay ipinahayag sa labis na paglaki ng mga butil ng pre-deformed na metal. Ang sobrang pag-init ay naitama sa pamamagitan ng pag-init sa isang tiyak na temperatura at pagkatapos ay mabilis na paglamig. Ang Burnout ay isang hindi nababagong kasal. Binubuo ito sa oksihenasyon ng mga hangganan ng malalaking butil. Sa kasong ito, ang metal ay malutong.
Impluwensya ng hardening at strain rate ng trabaho. Binabawasan ng hardening ang ductility ng mga metal.
Dalawang beses ang epekto ng strain rate sa plasticity. Sa panahon ng mainit na pagtatrabaho sa pamamagitan ng presyon, ang pagtaas ng bilis ay humahantong sa pagbawas sa plasticity, dahil. Ang hardening ay nauuna sa recrystallization. Sa panahon ng malamig na pagtatrabaho, ang pagtaas ng strain rate ay kadalasang nagpapataas ng ductility dahil sa pag-init ng metal.
Impluwensya ng kalikasan ng estado ng stress. Ang likas na katangian ng estado ng stress ay may malaking impluwensya sa plasticity. Ang pagtaas sa papel ng mga compressive stress sa pangkalahatang scheme ng estado ng stress ay nagdaragdag ng plasticity. Sa ilalim ng mga kondisyon ng binibigkas na all-round compression, posible na mag-deform kahit na napaka malutong na mga materyales. Ang scheme ng all-round compression ay ang pinaka-kanais-nais para sa pagpapakita ng mga plastic na katangian, dahil ang intergranular deformation ay nahahadlangan sa kasong ito at ang lahat ng deformation ay nagpapatuloy dahil sa intragranular deformation. Ang pagtaas sa papel ng mga tensile stresses ay humahantong sa pagbaba ng plasticity. Sa ilalim ng mga kondisyon ng all-round tension na may maliit na pagkakaiba sa mga principal stresses, kapag ang shear stresses ay maliit para sa simula ng plastic deformation, kahit na ang karamihan sa mga plastic na materyales ay brittle fracture.
Maaaring masuri ang plasticity gamit ang . Kung tataas ito, tataas ang plasticity, at kabaliktaran. Ipinakikita ng karanasan na sa pamamagitan ng pagbabago ng estado ng stress, posibleng gawing ductile o malutong ang lahat ng solid body. Kaya ang plasticity ay itinuturing na hindi isang ari-arian, ngunit isang espesyal na estado ng bagay.
Kalagayan ng plastic ay ang kondisyon para sa paglipat ng nababanat na pagpapapangit sa plastic, ibig sabihin. tinutukoy nito ang inflection point sa tension-compression diagram.
Sa isang linear na estado ng stress, halimbawa, kapag ang isang sample ay nakaunat, ang plastic deformation ay magsisimula kapag ang normal na stress ay umabot sa yield point. Iyon ay, para sa linear stress estado plasticity kondisyon ay may anyo: .
Nakuha ng Saint-Venant ang kondisyon ng plasticity batay sa mga eksperimentong ito. Natagpuan niya na ang plastic deformation ay nangyayari kapag ang maximum shear stress ay umabot sa isang halaga na katumbas ng kalahati ng yield strength, i.e.
. Pero 
. Mula dito nakukuha natin.
Kaya, ang kondisyon ng plasticity San Venant mukhang:
Ang plastic deformation ay nangyayari kapag ang maximum na pagkakaiba sa pagitan ng mga pangunahing normal na stress ay umabot sa halaga ng paglaban sa pagpapapangit, i.e.
Ang pinaka-kahila-hilakbot na kaaway ng mga istrukturang bakal - kaagnasan ng metal. Sinisira nito ang anumang produktong metal, lalo na sa mga kondisyon ng mataas na kahalumigmigan. Ang kaagnasan ay napapailalim hindi lamang sa bakal, kundi pati na rin sa iba pang mga metal, kahit na ang oras ng pagkasira ng mga produktong ginawa mula sa kanila ay mas matagal. Ang sangkatauhan ay patuloy na nakikibaka sa pagkawasak na dulot ng kaagnasan ng metal, at lumilikha ng iba't ibang paraan upang maprotektahan laban dito, ngunit ang isang pandaigdigang solusyon sa problema ay hindi pa natatagpuan, at bawat taon isang ikasampu ng metal ay nawasak ng kaagnasan.
Ang hindi magkatulad na mga metal na nakolekta sa isang produkto ay pinaka-nakalantad sa pagkasira ng kaagnasan. Kung ang mga metal ay may iba't ibang mga potensyal na electrochemical, pagkatapos kapag nalantad sa kahalumigmigan, sila ay nagiging mga electrodes at mabilis na nasira. Kaya ang mga katangian ng tanso ay hindi tugma sa mga katangian ng bakal at aluminyo. Ang aluminyo ay hindi tugma sa lata, at sink sa tanso.
Pagkalastiko at pagkalastiko ng mga metal
Bilang karagdagan sa paglaban sa kaagnasan at pagiging tugma sa isa't isa, ang iba pang mga mekanikal na katangian ay mahalaga para sa paggamit, tulad ng, halimbawa, lakas, plasticity ng mga metal, ang kanilang pagkalastiko. Ihambing natin ang isang wire ng parehong seksyon, ngunit gawa sa iba't ibang mga metal. Ang aluminyo wire ay medyo madaling masira, habang ang tanso at bakal na wire ay maaaring makatiis ng mabibigat na karga. Hindi nakakagulat na ang mga string ng mga instrumentong pangmusika, ang mga pag-andar kung saan ay tiyak na kakayahang makatiis ng mataas na pagkarga, ay gawa sa bakal. Ang tumaas na tensile strength ng metal ay kailangan din para sa mga wire ng power transmission line, cable, at marami pang ibang istruktura. Bilang karagdagan sa lakas ng makunat ng metal, ang lakas ng compressive, lakas ng baluktot, at iba pa ay mahalaga.
Kung ang isang manipis na plate na bakal ay baluktot at pagkatapos ay inilabas, ito ay ituwid, na nagpapakita ng pag-aari ng pagkalastiko ng mga metal. Kadalasan ang mga istrukturang metal ay espesyal na idinisenyo upang magpakita sila ng pagkalastiko. Kaya ang nababanat na pagpapapangit ay kinakailangan para sa mga spring, pin, shock absorbers. Ang iba pang mga produkto ay idinisenyo upang ang pagkalastiko ay minimal. Ito ay karaniwang pangunahin para sa mga beam o iba't ibang mekanismo.
ari-arian, baligtarin pagkalastiko ng mga metal ay tinatawag na kaplastikan. Ito ay nagpapakita ng sarili sa katotohanan na ang produkto sa ilalim ng impluwensya ng pagkarga ay nagbabago sa hugis nito - ito ay deformed, ngunit hindi bumagsak sa parehong oras. At pagkatapos maalis ang load, nananatili itong bagong hugis. Ang isang halimbawa ay isang pako na nakabaluktot sa impact at nananatiling nakabaluktot.
Plasticity ng mga metal ay lalong mahalaga sa kanilang masining na pagproseso sa pamamagitan ng mga pamamaraan, paghahabol, filigree, pagsuntok at marami pang iba. Lakas, kalagkitan ng mga metal tumataas sa panahon ng kanilang thermal processing, gayundin bilang resulta ng thermochemical effect; halimbawa carburizing ng bakal na haluang metal o nitriding. Mula pa noong una, ang isang paraan tulad ng pagpapatigas sa ibabaw ay ginamit upang madagdagan ang lakas. Alam nating lahat ang gayong ekspresyon bilang "matalo ang scythe." Nangangahulugan ito na ang gumaganang ibabaw ng dumura ay tumigas sa pamamagitan ng pag-forging sa panlabas na layer ng metal.
Mga kahirapan sa pagpili ng perpektong metal
Imposibleng makahanap ng isang metal na ang mga katangian ay magiging perpekto para sa anumang partikular na disenyo. Bilang isang halimbawa, maaari mong kunin ang karaniwang mga pinggan - isang kawali. Mula noong sinaunang panahon, ang mga haluang metal na tanso at tanso ay kinuha para sa paggawa nito, na nakikilala sa pamamagitan ng mahusay na thermal conductivity. Gayunpaman, masyadong mabilis na na-oxidize ang mga produktong tanso at naging hindi na magagamit. Noong ika-18 siglo, natutunan nilang lata ang panloob na ibabaw ng mga kaldero at iba pang mga kagamitan - upang maglagay ng isang layer ng lata, na pumipigil sa oksihenasyon.
Ang pinakabagong pag-unlad ng mga mananaliksik mula sa Sweden ay tatlong-layer na mga pagkaing may espesyal na tibay: ang panlabas na layer nito ay gawa sa init-intensive at heat-conducting tanso, ang gitnang layer ay gawa sa aluminyo, at ang panloob na layer ay gawa sa hindi kinakalawang na lumalaban sa oksihenasyon. bakal.
Ang pangunahing mga kadahilanan na may napakalaking epekto sa plasticity at paglaban ng metal sa pagpapapangit ay ang komposisyon ng kemikal, temperatura ng metal, rate ng strain, scheme ng estado ng stress-strain, contact friction, atbp.
Ang impluwensya ng komposisyon ng kemikal ay mahusay. Ang mga purong metal at haluang metal na bumubuo ng mga solidong solusyon ay may pinakamataas na plasticity. Ang pinakamasamang katangian ng plastik ay ang mga haluang metal na bumubuo ng mga kemikal na compound at mekanikal na pinaghalong. Ang parehong ferrous at non-ferrous na haluang metal ay sumasailalim sa pressure treatment. Mula sa mga ferrous na haluang metal, ang carbon at haluang metal na bakal ay naproseso ng presyon, mula sa mga non-ferrous na haluang metal - tanso, tanso, duralumin, atbp.
Ang pinakamalaking bilang ng mga bahagi ay ginawa sa pamamagitan ng presyon ng paggamot ng bakal. Sa pagsasaalang-alang na ito, kinakailangang isaalang-alang ang epekto ng ilang mga impurities sa ductility ng bakal at ang paglaban nito sa pagpapapangit.
Ang carbon ay ang pangunahing karumihan na nakakaapekto sa mga katangian ng bakal. Sa pagtaas ng nilalaman ng carbon sa bakal, bumababa ang ductility, at tumataas ang paglaban sa pagpapapangit. Ang mga bakal na may carbon content na hanggang 0.5% ay may magandang ductility, kaya hindi mahirap ang pressure treatment ng naturang steels. Gayunpaman, ang paggamot sa presyon ng bakal na naglalaman ng higit sa 1% na carbon ay nagdudulot ng malaking kahirapan. Ang silikon at mangganeso, sa loob ng mga limitasyon kung saan sila ay nakapaloob sa mga ordinaryong bakal (0.17–0.35% at 0.3–0.8%, ayon sa pagkakabanggit), ay walang kapansin-pansing epekto sa ductility ng bakal. Ang karagdagang pagtaas sa nilalaman ng silikon at mangganeso sa bakal ay binabawasan ang mga katangian ng plastik nito, pinatataas ang paglaban sa pagpapapangit.
Ang asupre ay matatagpuan sa bakal sa anyo ng mga kemikal na compound na FeS o MnS. Nagdudulot ito ng pulang brittleness ng bakal. Ang kababalaghan ng red brittleness ay nauugnay sa pagbuo ng FeS + Fe eutectic kasama ang mga hangganan ng butil, na natutunaw sa temperatura na 985 ˚С. Kapag ang bakal ay pinainit sa temperatura na 1000–1200 ˚С para sa forging, rolling, natutunaw ang eutectic, nasira ang pagpapatuloy ng mga hangganan ng butil, at nabubuo ang mga bitak sa mga lugar na ito sa panahon ng pagpapapangit. Sa pagkakaroon ng MnS sa bakal, ang hanay ng pulang brittleness ay lumilipat sa mas mataas na temperatura (1200 ˚С). Sa pagsasaalang-alang na ito, ang nilalaman ng asupre sa bakal (sa anyo ng isang FeS compound) ay dapat na minimal (0.03-0.05%). Ang posporus sa bakal ay naroroon sa solidong solusyon (ferrite). Nagdudulot ito ng malamig na brittleness ng bakal. Ang pagtaas ng nilalaman ng posporus sa bakal ay nagdaragdag ng paglaban sa pagpapapangit ng plastik, at, dahil dito, nagpapahirap sa pagsasagawa ng paggamot sa presyon. Samakatuwid, ang nilalaman ng posporus sa bakal ay dapat na hindi hihigit sa 0.03-0.04%.
Ang mga elemento ng alloying (chromium, nickel, tungsten, molibdenum, vanadium, atbp.) ay nagpapababa ng ductility at nagpapataas ng paglaban sa pagpapapangit, at ang mas malakas, mas maraming carbon sa bakal.
Ang temperatura ay may malaking epekto sa mga mekanikal na katangian ng mga metal at haluang metal. Ang pagtaas ng temperatura sa humigit-kumulang 100 ˚С ay nagdudulot ng ilang pagtaas sa plasticity at pagbaba sa mga katangian ng lakas. Sa isang karagdagang pagtaas sa temperatura sa humigit-kumulang 300 ˚С, isang makabuluhang pagtaas sa mga katangian ng lakas at isang pagbawas sa mga katangian ng plasticity ay sinusunod. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na blue brittleness (mula sa kulay ng tarnish). Ipinapalagay na ang brittleness na naobserbahan sa mga temperaturang ito ay sanhi ng paglabas ng mga dispersed particle ng carbide, nitride, atbp. kasama ang mga slip plane. Ang karagdagang pagtaas sa temperatura ay nagdudulot ng matinding pagbaba sa mga katangian ng lakas. Sa mga temperaturang humigit-kumulang 1000 ˚С, ang ultimong lakas σv ay bumababa ng higit sa 10 beses. Tulad ng para sa mga indeks ng plasticity, bumababa ang mga ito sa hanay na 800–900 ˚С dahil sa paglitaw ng mga pagbabagong bahagi sa bakal at ang hindi kumpletong proseso ng recrystallization; na may karagdagang pagtaas sa temperatura, ang isa ay maaaring obserbahan ang kanilang matinding pagtaas. Kaya, ang mga mapanganib na zone ng temperatura na may kaugnayan sa pagbaba ng plasticity ay ang zone ng asul na brittleness at mga zone kung saan nangyayari ang hindi kumpletong recrystallization at mga pagbabagong bahagi. Ang pattern na ito ay sinusunod din para sa iba pang mga metal at haluang metal.
Ang plasticity ay naiimpluwensyahan din ng strain rate. Kapag nagpapa-deform ng mga metal, dalawang bilis ang dapat makilala: ang bilis ng pagpapapangit, na kung saan ay ang bilis ng paggalaw ng gumaganang katawan ng makina (martilyo na babae, pindutin ang slider, work roll, atbp.), At ang bilis ng pagpapapangit, na isang pagbabago sa antas ng pagpapapangit ε bawat yunit ng oras t.
Ang strain rate ω ay ipinahayag ng formula:
Sa patuloy na bilis at para din sa katamtamang bilis:
Sa panahon ng pressure treatment sa mga pagpindot, ang deformation rate ay humigit-kumulang 0.1–0.5 m/s, at ang deformation rate ay 1–5 sˉ¹. Kapag nagtatrabaho nang may presyon sa mga martilyo, ang rate ng pagpapapangit sa sandali ng epekto ay umabot sa 5-10 m / s; sa kasong ito, ang buong proseso ng pagpapapangit sa isang suntok ay tumatagal ng daan-daang segundo, ang rate ng pagpapapangit ay maaaring umabot sa 200-250 sˉ¹. Kapag na-deform ang mga metal sa pamamagitan ng pagsabog, nangyayari ang mas mataas na bilis, na sinusukat sa daan-daang metro bawat segundo.
Sa unang pagtatantya, masasabi na sa isang pagtaas sa rate ng strain, ang paglaban ng metal sa pagpapapangit ay tumataas, at ang ductility ay bumababa. Ang ductility ng ilang magnesium at copper alloys, pati na rin ang high-alloy steel, ay bumaba nang husto, na ipinaliwanag ng mababang mga rate ng recrystallization.
Ang rate ng pagpapapangit sa panahon ng mainit na pagtatrabaho sa pamamagitan ng presyon ay may mas malaking epekto sa metal kaysa sa malamig na pagtatrabaho. Gayunpaman, sa isang detalyadong pag-aaral ng epekto ng strain rate sa mga katangiang ito, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay mas kumplikado. Ang katotohanan ay na sa panahon ng pagpapapangit mayroong isang thermal effect, na maaaring magkakaiba sa iba't ibang bilis at kondisyon ng pagpapapangit. Sa ilang mga kaso ng pagpapapangit sa metal, ang isang makabuluhang lokal na pagtaas sa temperatura (hanggang sa 200-300 ˚С) ay maaaring mangyari, na agad na nakakaapekto sa plasticity at paglaban sa pagpapapangit. Kung ang pagpapapangit ay ginanap sa mga temperatura na malapit sa maximum para sa isang partikular na metal, ang ductility ay maaaring makabuluhang bawasan, at ang paglaban sa pagpapapangit ay maaaring tumaas. Kung ang pagpapapangit ay nangyayari sa mga temperatura na malapit sa pinakamaliit, kung gayon, sa kabaligtaran, dahil sa thermal effect, ang plasticity ng metal ay tataas, at ang paglaban sa pagpapapangit ay bababa. Kaya, ang impluwensya ng strain rate at temperatura sa mga mekanikal na katangian ng metal ay hindi maaaring isaalang-alang sa paghihiwalay, dahil ang rate at temperatura sa panahon ng paggamot sa presyon ay malapit na nauugnay sa bawat isa. Bilang resulta ng koneksyon na ito, kaugalian na pag-usapan ang tungkol sa mga kondisyon ng temperatura-bilis ng pagpapapangit, i.e. tungkol sa tinatawag na thermomechanical pressure treatment.
Ang contact friction ay ang friction na nangyayari sa contact surface ng deforming tool na may metal. Ang hitsura ng mga makabuluhang puwersa ng friction sa mga contact surface sa panahon ng pressure treatment ay kapansin-pansing nagbabago sa scheme ng estado ng stress at sa gayon ay may malaking epekto sa plasticity ng metal at ang paglaban nito sa pagpapapangit. Halimbawa, kung walang contact friction sa panahon ng upsetting ng isang silindro sa ilalim ng flat dies, pagkatapos ay isang linear stress pattern arises; sa pagkakaroon ng alitan, nagaganap ang isang three-dimensional na pamamaraan ng mga stress.
Ang contact friction ay depende sa ilang mga kadahilanan, kabilang ang: ang estado ng ibabaw ng deforming tool at ang wrought alloy, ang kemikal na komposisyon ng haluang metal, lubrication, ang temperatura ng metal at tool, at ang rate ng deformation. Ang koepisyent ng friction sa panahon ng pagbuo ay maaaring mula 0.1 hanggang 0.5. Upang mabawasan ang koepisyent ng friction at mapadali ang mga kondisyon ng pagpapapangit, ginagamit ang iba't ibang mga pampadulas at tool na may makintab na ibabaw. Dapat pansinin na ang alitan ay isang kapaki-pakinabang na kadahilanan sa panahon ng pag-roll, samakatuwid, para sa isang mas mahusay na mahigpit na pagkakahawak ng metal, ang mga kondisyon ay nilikha upang madagdagan ang koepisyent ng friction.
Para sa mainit na pagtatrabaho sa pamamagitan ng presyon, ang metal ay pinainit sa isang tiyak na temperatura at deformed hanggang ang temperatura nito ay bumaba sa isang antas na ang karagdagang pagpapapangit ay imposible. Kaya, ang metal ay maaaring ma-deform sa isang mahigpit na tinukoy na hanay ng temperatura. Ang pinakamataas na temperatura ng pag-init nito ay tinatawag na upper limit, at ang minimum ay tinatawag na lower limit. Ang bawat metal ay may sariling mahigpit na tinukoy na hanay ng temperatura para sa mainit na pagtatrabaho sa pamamagitan ng presyon.
Pinakamataas na limitasyon ng hanay ng temperatura t c.p.. ay pinili sa paraang walang overburning, matinding oksihenasyon at decarburization, pati na rin ang sobrang pag-init. Kapag pumipili ng pinakamataas na limitasyon ng hanay ng temperatura para sa mga high-carbon at haluang metal na bakal, kinakailangang tandaan ang kanilang higit na posibilidad na mag-overheat. mababang limitasyon ng temperatura t n.p. dapat na pagkatapos ng pagpapapangit sa temperatura na ito ang metal ay hindi tumatanggap ng hardening (work hardening) at magkakaroon ng kinakailangang laki ng butil. Ang pagpili ng mas mababang limitasyon ay partikular na kahalagahan para sa mga haluang metal na bakal at haluang metal na walang phase at allotropic transformations, halimbawa, para sa austenitic at ferritic steels. Ang mga huling katangian ng mga bakal na ito ay pangunahing tinutukoy ng mas mababang limitasyon ng hanay ng temperatura (dahil hindi sila ginagamot sa init).
Upang matukoy ang mga puwersa para sa iba't ibang uri ng pagbuo ng metal, kinakailangang malaman ang estado ng stress ng metal, i.e. mahanap ang stress na nangyayari sa bawat punto ng isang deformable body depende sa pagkilos ng mga panlabas na pwersa. Bilang karagdagan, ang likas na katangian ng estado ng stress ay malakas na nakakaapekto sa plasticity ng metal. Ang estado ng stress ng isang katawan sa pinaka-pangkalahatang kaso ay maaaring ganap na matukoy ng tatlong normal at anim na shear stresses, i.e. siyam na bahagi ng stress. Kung sa isang katawan na sumasailalim sa pagkilos ng mga panlabas na puwersa, ang isang elementary parallelepiped ay napili, pagkatapos ay sa mga mukha ng parallelepiped na ito, patayo sa mga palakol X, Y, Z lumilitaw ang mga normal na stress ( σ x , σ y , σ z) at mga stress ng paggugupit na matatagpuan sa eroplano ng mga mukha mismo ( τ xy, τ zx , τ yx, τ zy, τ yz, τ yx) tulad ng ipinapakita sa fig. 4.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng equilibrium ng elementary parallelepiped, mayroong magkapares na pagkakapantay-pantay ng mga bahagi ng shear stresses, iyon ay τ xy = τ yx, τ zx = τ xz , τ zy= τ yz.
Sinusunod nito na ang estado ng stress ng anumang punto ng isang deformable na katawan ay maaaring matukoy ng anim na bahagi: tatlong normal σ x , σ y , σ z at tatlong shear stresses τ xy , τ zx , τ zy.
Gayunpaman, kung ang mga coordinate axes ay pinili sa paraan na ang mga normal na stress lamang ang kumikilos sa mga lugar na patayo sa mga ax na ito, at ang shear stresses ay katumbas ng zero, ang estado ng stress ay maaaring itatag kung ang mga normal na bahagi ng stress lamang ang nalalaman. Ang ganitong mga diin ay tinatawag na punong-guro at tinutukoy ayon sa pagkakabanggit ng σ 1 , σ 2 , σ 3 . Kung saan σ 1 ay nangangahulugang ang pinakamalaking boltahe sa algebraic na halaga, σ 3 ang pinakamaliit at σ 2 - karaniwan. Kapag nilulutas ang mga praktikal na problema, ang isa sa mga pangunahing palakol ay karaniwang pinagsama sa direksyon ng puwersa.
Ang estado ng stress ng katawan ay maaaring linear, flat at voluminous.
kanin. 4. Normal at shear stresses sa mga mukha ng elementary parallelepiped
Sa isang linear na estado ng stress, ang dalawang pangunahing stress ay katumbas ng zero, sa isang patag na estado, ang isa sa mga pangunahing stress ay zero, at sa isang volumetric na estado, ang lahat ng tatlong pangunahing stress ay nonzero, na ipinapakita sa Fig. 5. Ang mga linear na scheme ng tension at compression (dahil sa pagkakaroon ng contact friction sa mga dulo ng workpiece) ay hindi nangyayari sa panahon ng pressure treatment. Ang estado ng stress ng eroplano ay nangyayari sa ilang proseso ng pag-stamping ng sheet - baluktot, pag-flang, atbp. Sa karamihan ng mga kaso, sa panahon ng paggamot sa presyon, ang metal ay nasa isang volumetric na estado ng stress. Sa kasong ito, ang mga puwersa at diin na kumikilos sa iba't ibang direksyon ay maaaring parehong pantay ( σ 1 =σ 2 =σ 3 - pare-parehong estado ng stress), at hindi pantay sa bawat isa ( σ 1 ≠σ 2 ≠σ 3 - hindi pantay na estado ng stress). Ang mga volumetric at flat circuit na may mga boltahe ng parehong tanda ay tinatawag na mga circuit ng parehong pangalan, at ang mga circuit na may mga boltahe ng iba't ibang mga palatandaan ay tinatawag na kabaligtaran.
May mga scheme ng all-round stretching, all-round compression, pati na rin ang joint stretching at compression.
Sa buong magkatulad na pag-igting, imposible ang pagpapapangit ng plastik, dahil nangyayari ang malutong na bali. Sa all-round uniform compression, ang plastic deformation ay hindi mangyayari dahil sa imposibilidad ng mga shift, dahil ang shear stress dito ay zero. Sa pare-pareho at hindi pare-parehong all-round joint compression at tension, posible ang plastic deformation. Ang scheme na may pagkakaroon ng dalawang compressive stresses ay ang pinaka-kanais-nais mula sa punto ng view ng mas mababang posibilidad ng paglitaw ng malutong bali ng metal.
Karamihan sa mga proseso ng pagbuo ng metal - pag-roll, pagpindot, forging at die forging - nagpapatuloy sa ilalim ng mga kondisyon ng all-round na hindi pantay na compression.
kanin. 5. Mga scheme ng stressed deformed state:
a - linear; b - patag; c - makapal
Sa ordinaryong rolling, may mga kondisyon kung saan σ 1 >σ 2 >σ 3 (ganap na halaga), pagguhit σ 1 >σ 2 =σ 3, pagpindot σ 2 =σ 3 , σ 1 <σ 2; sa libreng forging - upsetting ng cylindrical specimens σ 1 >σ 2 =σ 3 atbp.
Ang isang mas kanais-nais na daloy ng mga proseso ng pagbuo ng metal sa ilalim ng mga kondisyon ng all-round non-uniform compression ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang compressive stresses ay pumipigil sa pagkasira ng mga intercrystalline bond at nag-aambag sa pagbuo ng intracrystalline shifts. Ang parehong metal ay maaaring maging ductile sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ngunit malutong sa ilalim ng iba. Sa pamamagitan ng pagbabago ng estado ng stress ng isang deformable na katawan sa panahon ng pagpapapangit, posible na baguhin ang plasticity nito sa isang malawak na hanay.
Kaya, maaari itong maitatag na sa pamamagitan ng paglikha ng isang kanais-nais na scheme ng estado ng stress, pati na rin sa pamamagitan ng pagpili ng temperatura at strain rate, posible na lumikha ng mga kondisyon kung saan ang plastic deformation ng kahit na malutong na mga metal ay nagiging posible.
Ayon sa mga scheme ng principal stresses, may mga scheme ng principal strains ε 1 , ε 2 , ε 3 . Ang mga scheme ng pangunahing mga deformation ay ipinakita sa fig. 6.
kanin. 6. Mga scheme ng mga pangunahing pagpapapangit
Ang mga deformation na nagpapakilala ng pagtaas sa paunang sukat (pagpahaba) ay itinalaga ng plus sign, at ang pagpapaikli (compression) ay itinalaga ng minus sign. Ang deformed state sa anumang punto ng katawan ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong pangunahing mga deformation at tatlong direksyon ng pangunahing deformation axes. Ayon sa kondisyon ng patuloy na dami (ang dami ng metal ay hindi nagbabago sa panahon ng paggamot sa presyon), ang isa sa tatlong pangunahing mga pagpapapangit ng pagkilos ay katumbas ng kabuuan ng iba pang dalawa at kabaligtaran ng sign sa kanila. Batay sa probisyong ito, mayroon lamang tatlong mga scheme ng mga pangunahing pagpapapangit. Sa tatlong mga scheme na ito, ang isa ay volumetric na may dalawang compressive strains, ang isa ay volumetric na may dalawang tensile strains, at ang pangatlo ay flat na may compressive at tensile strains.
Ang uri ng pangunahing pamamaraan ng pagpapapangit, pati na rin ang likas na katangian ng estado ng stress, ay nakakaapekto sa plasticity. Ang pinakamahusay na mga kondisyon para sa pagpapakita ng mga katangian ng plastik ay nilikha ng isang three-dimensional na pamamaraan ng isang deformed state na may dalawang compressive strains, ang pinakamasamang kondisyon ay isang three-dimensional scheme na may dalawang tensile strains.
Ang mga proseso ng pagbuo ng metal ay batay sa kakayahan ng mga metal na materyales na magbago sa isang estado ng plastik sa ilalim ng pagkilos ng isang inilapat na pagkarga. Samakatuwid, para sa pinaka-makatwirang pagpili ng teknolohikal na proseso, kinakailangang malaman ang mga salik na maaaring magamit upang makontrol ang plasticity.
kaplastikan - ang kakayahan ng isang metal na baguhin ang hugis nito sa ilalim ng pagkarga nang hindi nasisira at panatilihin ito pagkatapos maalis ang kargada.
Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa ductility ng mga metal sa panahon ng paggamot sa presyon ay:
- komposisyon at istraktura ng deformed metal;
- diagram ng estado ng stress sa panahon ng pagpapapangit;
- temperatura ng pagpapapangit;
- hindi pantay na pagpapapangit;
- rate ng strain;
- antas ng pagpapapangit;
- mode ng paggamot sa init.
Isaalang-alang ang impluwensya ng bawat isa sa mga salik na ito.
Komposisyon at istraktura ng deformable na metal. Bilang isang patakaran, ang mga purong metal ay may pinakamataas na kalagkitan. Gayunpaman, dahil sa mababang lakas sa dalisay nitong anyo, ang mga metal ay halos hindi kailanman ginagamit upang makagawa ng mga produkto. Samakatuwid, ang iba pang mga elemento ng kemikal (alloying additives) ay idinagdag sa mga metal upang lumikha ng isang kumplikado ng mga kinakailangang katangian sa kanila. Bilang karagdagan, ang mga metal ay kadalasang naglalaman ng mga impurities - mga elemento ng kemikal na pumapasok sa metal sa panahon ng pagkuha mula sa ore, pagtunaw, pag-init, atbp. Ang proseso ng pag-alis ng mga dumi ay kadalasang kumplikado o hindi kumikita sa ekonomiya, samakatuwid ang kanilang nilalaman sa mga haluang metal ay karaniwang limitado at ang kanilang pinahihintulutang halaga ay naayos. nilalaman sa tatak ng kaukulang haluang metal. Sa mga bakal, halimbawa, ang mga impurities tulad ng Sn, Pb, Sb, S, P, H, O, atbp., Malinaw na binabawasan ang plasticity. Halos hindi sila natutunaw sa bakal, matatagpuan sila sa mga hangganan ng butil, na nagpapahina sa bono sa pagitan nila. Bilang karagdagan, ang mga punto ng pagkatunaw ng mga elementong ito at ang kanilang mga eutectic compound na may bakal ay mas mababa kaysa sa mismong bakal. Samakatuwid, sa panahon ng mainit na pagpapapangit, ang nilalaman ng mga impurities na ito sa itaas ng mga pinahihintulutang limitasyon dahil sa pagkatunaw ay maaaring humantong sa isang kumpletong pagkawala ng ductility ng bakal. Kaya, ang isang tumaas na nilalaman ng asupre sa bakal ay nagiging sanhi ng mga bitak sa panahon ng mainit na pagtatrabaho. Ang kababalaghang ito ay tinatawag "pulang brittleness". Dapat itong isipin na ang pagkakaiba sa pagitan ng isang alloying elemento at isang nakakapinsalang karumihan ay sa halip arbitrary. Kahit na para sa isang metal na bumubuo sa batayan ng haluang metal, ang parehong elemento ay maaaring kumilos sa haluang metal kapwa bilang isang elemento ng haluang metal at bilang isang karumihan. Halimbawa, sa isang bilang ng mga pundidong haluang metal, ang silikon ay nakakapinsala, at ang nilalaman nito ay limitado, gayunpaman, may mga aluminyo na haluang metal kung saan ang silikon ay ang pangunahing haluang haluang metal, halimbawa, ang mga haluang metal sa paghahagis ng silumin.
Ang plasticity ng mga haluang metal ay lubos na naiimpluwensyahan ng kanilang istraktura. Ang mga solidong solusyon ay karaniwang may pinakamataas na plasticity sa mga haluang metal. Ang heterogeneity (heterogeneity) ng istraktura ng mga haluang metal ay humahantong sa isang pagbawas sa plasticity. Sa parehong komposisyon ng kemikal, ang isang single-phase na haluang metal ay mas plastic kaysa sa isang dalawang-phase na isa, dahil ang mga phase sa isang dalawang-phase na haluang metal ay may iba't ibang mga mekanikal na katangian at ang pagpapapangit ay nagpapatuloy nang hindi pantay. Ang isang fine-grained na materyal ay mas plastic kaysa sa isang coarse-grained, at ang isang deformed workpiece ay mas plastic kaysa sa isang ingot, dahil ang cast structure ng huli ay mas magaspang, inhomogeneous sa kemikal na komposisyon, ay may mga inklusyon at iba pang mga depekto ng foundry origin.
Scheme ng estado ng stress sa panahon ng pagpapapangit. Ito ay itinatag na ang mga metal na materyales ay maaaring magbago mula sa isang malutong na estado sa isang plastic at kabaligtaran kapag ang mga kondisyon ng pagpapapangit ay nagbabago. Samakatuwid, mas tama na ipagpalagay na sa kalikasan ay walang mga katawan na may pare-parehong antas ng mga katangian, ngunit mayroong isang malutong at plastik na estado ng bagay, na tinutukoy ng mga kondisyon ng paglo-load sa panahon ng pagpapapangit. Kasabay nito, ang pagtaas sa proporsyon ng mga compressive stress sa panahon ng pagpapapangit ay nagdaragdag sa ductility ng metal na pinoproseso. Ang mga metal na materyales ay nagpapakita ng pinakamalaking plasticity sa ilalim ng all-round compression. Sa kasong ito, ang mga intergranular displacement ay nahahadlangan, at ang lahat ng pagpapapangit ay isinasagawa dahil sa intragranular displacement ng mga dislokasyon. Sa paglitaw ng mga tensile stress sa scheme, bumababa ang plasticity. Ang mga metal ay may pinakamababang ductility sa ilalim ng all-round tension. Sa mga teknolohikal na proseso ng pagbuo ng metal, na may mga bihirang eksepsiyon, sinisikap nilang maiwasan ang gayong pamamaraan ng estado ng stress.
temperatura ng pagpapapangit. Ang pinakamababang plasticity ng mga metal ay sinusunod sa mga temperatura na malapit sa absolute zero sa Kelvin scale dahil sa mababang thermal mobility ng mga atoms. Humigit-kumulang sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang (0.2-0.25) Г w „ kung saan ang Г pl ay ang temperatura ng pagkatunaw sa isang ganap na sukat, ang pagpapapangit ay tinatawag na malamig. Sa mga temperaturang ito, ang mga proseso ng pagbabawas sa mga metal, tulad ng pagbawi, ay maaaring balewalain. Sa pagtaas ng temperatura, ang plasticity ng mga metal ay tumataas. Sa kasong ito, ang pagpapapangit ng metal sa mataas na temperatura ay nailalarawan sa pamamagitan ng sabay-sabay na paglitaw ng mga proseso ng hardening at paglambot. Ang pagbawi, ang pagbabawas ng density ng mga dislokasyon sa panahon ng mainit na pagpapapangit, at humahantong sa pagbaba ng lakas, ay maaari lamang maging pagbawi o pagbawi at pag-rekristal. Ang mga proseso ng paglambot sa panahon ng mainit na pagpapapangit ay katulad ng mga proseso ng paglambot sa panahon ng pagsusubo pagkatapos ng malamig na pagpapapangit. Kaya, sa panahon ng pagbabalik, ang density ng mga dislokasyon ay bumababa bilang isang resulta ng isang pagtaas sa kanilang kadaliang kumilos at sinamahan ng pagkakahanay ng mga dislokasyon sa mga dingding (polygonization), at sa panahon ng recrystallization, ang mga dislokasyon ay inilipat sa pamamagitan ng paglipat ng mga hangganan ng mataas na anggulo. Dahil ang mga proseso ng pagbawi na nagaganap sa panahon ng proseso ng pagpapapangit ay may sariling mga katangian, mas tama na gamitin ang mga termino dynamic na pagbabalik(diyan
numero, dynamic na polygonization) at dynamic na rekristalisasyon, sa kaibahan sa mga static na proseso ng pagbawi at recrystallization na nagaganap sa panahon ng pagsusubo pagkatapos ng pagpapapangit. Para sa mga purong metal, ang pagbabalik ay nangyayari sa mga temperaturang lumalampas sa (0.25 - 0.30) G PL. Ang pagkakaroon ng mga impurities sa metal ay humahadlang sa paggalaw ng mga dislokasyon at pinatataas ang temperatura ng pagbabalik. Ang daloy ng pagbalik sa panahon ng proseso ng pagpapapangit ay binabawasan ang paglaban sa pagpapapangit ng metal at pinatataas ang plasticity nito, ngunit sa parehong oras, ang hardening ng metal ay sinusunod pa rin, kahit na ang intensity nito ay mas mababa kaysa sa panahon ng malamig na pagpapapangit.
Ang proseso ng recrystallization, ayon sa formula ng A. A. Bochvar, para sa mga purong metal ay nagsisimula sa isang temperatura na humigit-kumulang 0.4G 11L. Ang mga impurities ay nagpapataas ng temperaturang ito. Ang dynamic na recrystallization ay naiiba sa static na recrystallization dahil ang mga crystallized na butil na lumitaw na may mababang dislocation density ay unti-unting na-rivet sa panahon ng kanilang paglaki, dahil ang dislocation density ay tumataas sa mga ito dahil sa patuloy na deformation. Ang mga rehiyon na na-recrystallize sa unang lugar ay nagsisimulang tumigas nang mas maaga, at ang kritikal na densidad ng dislokasyon na kinakailangan para sa nucleation ng mga bagong recrystallized na butil, na pagkatapos ay tumigas, atbp., ay mas mabilis na naaabot sa kanila. laki ng butil. Ang mga plot ng totoong stress laban sa totoong strain na ipinakita para sa parehong dynamic na pagbawi at dynamic na recrystallization (Fig. 2.6) ay nailalarawan pagkatapos ng strain hardening stage sa pamamagitan ng steady flow stage.
Kapag pumipili ng isang deformation mode, dapat itong isaalang-alang na sa mga temperatura na malapit sa natutunaw na punto ng metal, sobrang init o pagkasunog. Ang unang kababalaghan ay na, na naabot ang pinakamataas na halaga sa lugar ng kolektibong recrystallization, ang plasticity ay nagsisimula nang unti-unting bumaba dahil sa malayong advanced na collective recrystallization, na humahantong sa yugtong ito sa pagbuo ng labis na magaspang na butil. Sa napakataas na temperatura, ang parehong lakas at ductility ay maaaring bumaba nang husto, na sanhi ng overburning - malakas na intercrystalline oxidation, at kung minsan sa pamamagitan ng bahagyang pagkatunaw ng mga impurities sa hangganan ng butil. Kung ang unang uri ng pag-aasawa ay maaaring itama sa pamamagitan ng paulit-ulit na paggamot sa init ng workpiece, kung gayon ang burnout ay itinuturing na isang hindi na mapananauli na pag-aasawa, at ang naturang workpiece ay ipinadala para sa remelting. Kaya, ang mga metal ay may pinakamalaking plasticity sa hanay mula sa temperatura ng recrystallization hanggang sa temperatura ng pagkatunaw. Gayunpaman, ang pinakamataas na limitasyon ay dapat na mas mababa sa temperatura ng oksihenasyon ng hangganan ng butil. Isang mahalagang parameter ng istraktura sa produkto na nakuha sa pamamagitan ng pagpapapangit sa isang temperatura sa itaas ng temperatura
rounds ng recrystallization, ay ang laki ng butil, na lubos na nakakaapekto sa mga mekanikal na katangian ng mga produkto. Ang pag-asa ng laki ng butil sa mga metal pagkatapos ng pagpapapangit na sinusundan ng recrystallization, sa isang banda, sa temperatura, at sa kabilang banda, sa antas ng pagpapapangit, ay karaniwang kinakatawan ng volumetric recrystallization diagram (Fig. 2.7), na binuo. ayon sa mga resulta ng mga espesyal na isinasagawang mga eksperimento. Ang mga diagram na ito ay katangian para sa bawat metal at haluang metal at ginagamit upang piliin ang temperatura ng rehimen ng pagpapapangit.
B, MPa
B, MPa
kanin. 2.6. Pagdepende ng totoong stress 5 sa totoong strain e (ang mga numero sa mga curve ay ang strain rate, s -1): a- armco-iron, 700 °C;
6 - bakal na may 0.25% C
Hindi pantay na pagpapapangit. Ang mga pangunahing dahilan na nagiging sanhi ng hindi pantay na pamamahagi ng mga stress at strain sa naprosesong katawan ay ang heterogeneity ng mga pisikal na katangian ng naprosesong materyal, contact friction, ang hugis ng workpiece at ang working tool.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng hindi pantay na pagpapapangit, ang mga indibidwal na elemento ng katawan ay tumatanggap ng ibang pagbabago sa laki. Dahil ang katawan na pinoproseso ay tinatanggap bilang isang tuluy-tuloy na daluyan, ang mga lugar na tumatanggap ng malaking pagpapapangit ay may tiyak na epekto sa mga lugar na may mas maliit na pagpapapangit at vice versa. Bilang isang resulta, ang magkaparehong balanseng karagdagang mga stress ay lumitaw sa katawan, na hindi natutukoy ng scheme ng estado ng stress na direktang sanhi ng pagkilos ng mga panlabas na puwersa. Ang mga karagdagang boltahe ay maaari, sa ilalim ng tiyak
Ang mga kondisyon ng pagproseso ay nagbabago sa pamamaraan ng estado ng stress ng deformable na katawan. Lalo na mapanganib na lumilitaw ang mga tensile stress sa ilang bahagi ng katawan, na maaaring humantong sa pagkasira ng workpiece, bagaman sa kasong ito ang pangkalahatang pamamaraan ng estado ng stress ay ipinahayag ng isang scheme ng all-round compression na kanais-nais para sa manifestation ng kaplastikan.
kanin. 2.7.
Ang mga karagdagang stress na kapwa balanse sa dami ng isang deformable na katawan (workpiece) ay maaaring nahahati sa tatlong uri: mga stress ng unang uri (zonal), balanse sa pagitan ng mga indibidwal na zone o bahagi ng workpiece; mga stress ng pangalawang uri, balanse sa pagitan ng mga indibidwal na butil ng workpiece; mga stress ng ikatlong uri, balanse sa isang butil. Ang isang halimbawa ng hindi pare-parehong pagpapapangit ay ang pagbuo ng bariles sa panahon ng pagkasira, na nangyayari bilang resulta ng alitan sa pagitan ng tool at ng sample.
Rate ng pagpapapangit. Sa pagproseso ng mga metal sa pamamagitan ng presyon, dalawang rate ang nakikilala: ang rate ng pagpapapangit o ang bilis ng paggalaw ng gumaganang katawan ng makina (martilyo na babae, press slider, atbp.) at ang rate ng deformation w o ang pagbabago sa antas ng deformation r bawat yunit ng oras, na maaaring kalkulahin gamit ang sumusunod na formula:
Kasabay nito, sa mga tradisyunal na uri ng pagproseso ng metal sa pamamagitan ng presyon, ang hanay ng mga rate ng strain ay nag-iiba sa hanay mula 10 1 hanggang 10 5 s ". Ang halagang ito ay mas maginhawa upang ilarawan ang epekto ng mga kondisyon ng strain rate sa plasticity, dahil ito ay hindi nakasalalay sa mga sukat ng workpiece na pinoproseso. Sa pagsasaalang-alang na ito, posible na ihambing nang tama ang iba't ibang mga proseso ng pagbuo ng metal kung saan posible na ma-deform ang mga workpiece na may mass na ilang gramo, at, halimbawa, mga multi-tonong ingot. .Sa unang pagtatantya, mas mataas ang rate ng deformation, mas mababa ang ductility.Gayunpaman, dapat isaalang-alang ng isa ang pag-init ng metal dahil sa init, na inilabas sa panahon ng pagpapapangit.Bukod dito, ang intensity ng pag-init ay mas mataas, mas mataas ang rate ng pagpapapangit.Samakatuwid, sa panahon ng malamig na pagtatrabaho, ang mababang mga rate ng strain ay may maliit na epekto sa ductility.Ang mga mataas na rate ay nagbibigay ng pag-init ng deformable na katawan, na nag-aambag sa pag-unlad ng mga proseso ng pagsasabog at, dahil dito, ang ilang pagpapanumbalik ng metal plasticity.
Sa panahon ng mainit na pagproseso, ang strain rate ay may mas mahina na epekto sa plasticity kaysa sa panahon ng malamig na pagproseso, dahil ang epekto ng mataas na temperatura ay superimposed sa hardening dahil sa pagkilos ng pagpapapangit, na nag-aambag sa paglitaw ng mga proseso ng paglambot dahil sa pagpabilis ng pagsasabog. kadaliang kumilos ng mga atomo.
?= Nlr.*100%
kanin. 2.8. Ang pag-asa ng mga mekanikal na katangian ng aluminyo haluang metal D1 sa antas ng pagbawas sa panahon ng malamig na rolling
Ang antas ng pagpapapangit. Ang hardening ay karaniwang nauunawaan bilang hardening sa panahon ng pressure treatment.
Sa mas malawak na kahulugan nagpapatigas - ito ay isang hanay ng mga pagbabago sa istruktura at nauugnay na mga pagbabago sa mga katangian sa panahon ng pagpapapangit ng plastik. Sa panahon ng malamig na pagtatrabaho na may pagtaas sa antas ng pagpapapangit, ang mga tagapagpahiwatig ng paglaban sa pagpapapangit (lakas ng makunat, lakas ng ani at katigasan) ay tumaas, at ang mga tagapagpahiwatig ng plasticity (kamag-anak na pagpahaba at pagpapaliit) ay bumagsak (Larawan 2.8). Kapag ang isang metal ay deformed na may isang antas ng pagpapapangit na higit sa 50-70%, ang makunat na lakas at katigasan ay karaniwang tumataas ng isa at kalahati hanggang dalawa, at kung minsan kahit na tatlong beses, depende sa likas na katangian ng metal at ang uri ng paggamot sa presyon. Ang mga maliliit na deformation (hanggang 10%), bilang panuntunan, ay may mas malakas na epekto sa lakas ng ani kaysa sa lakas ng makunat. Sa mataas na antas ng pagpapapangit sa isang bilang ng mga haluang metal, ang lakas ng ani ay maaaring tumaas ng isang kadahilanan na 5-8 o higit pa.
Ang kamag-anak na pagpahaba ay mabilis na bumababa kahit na sa medyo maliit na mga deformation. Ang matinding pagpapapangit, na sinamahan ng pagtaas ng lakas ng makunat at katigasan ng 1.5-2 beses, ay maaaring mabawasan ang kamag-anak na pagpahaba ng 10-20, at kung minsan ay 30-40 beses o higit pa.
Ang isang pagtaas sa paglaban sa pagpapapangit at isang pagbawas sa plasticity na may pagtaas sa antas ng paunang malamig na pagpapapangit ay nangyayari bilang isang resulta ng isang pagtaas sa density ng mga dislokasyon. Sa work-hardened metal, dahil sa tumaas na density ng mga dislocations, ang pag-slide ng mga umiiral na ay mahirap, pati na rin ang paglitaw (generation) at pag-slide ng "bagong" dislocations.
Ang mainit na pagtatrabaho ay nakakaapekto sa plasticity sa isang mas mababang lawak, dahil ang mga proseso ng pagsasabog ay isinaaktibo sa pagtaas ng temperatura, na sinamahan ng isang pagbabalik o recrystallization, na humahantong sa bahagyang o kumpletong pagpapanumbalik ng plasticity.
Mode ng paggamot sa init. Upang makakuha ng isang tiyak na produkto sa pamamagitan ng paggamot sa presyon, kinakailangan na i-deform ang workpiece sa isang tiyak na antas ng pagpapapangit. May mga kaso kapag ang pagkamit ng ganoong antas ng pagpapapangit sa isang operasyon (isang pass sa panahon ng rolling, isang drawing operation sa panahon ng sheet stamping, atbp.) ay mahirap o imposible. Samakatuwid, ang teknolohikal na proseso ay nahahati sa ilang mga operasyon, halimbawa, ilang mga transition ang ginawa sa panahon ng sheet stamping o ilang mga pass sa panahon ng rolling, atbp. Para sa bahagyang o kumpletong pagpapanumbalik ng plasticity pagkatapos ng pressure treatment, iba't ibang uri ng intermediate heat treatment ang ginagamit. Para sa mga bakal, maaari itong maging annealing: pre-recrystallization o recrystallization. Para sa ilang mga aluminyo na haluang metal, maaaring gamitin ang hardening. Ang uri ng paggamot sa init at ang mode nito ay pinili depende sa likas na katangian ng haluang metal, ang antas ng pagpapapangit, ang temperatura ng pagpapapangit, atbp.
Hanggang kamakailan lamang, ang plasticity ng isang metal sa ilalim ng anumang mga kondisyon ng pagpapapangit nito ay hinuhusgahan mula sa mga resulta ng makunat na pagsubok ng mga specimen. Batay sa mga datos na ito, pinaniniwalaan na ang ductility ng lahat ng mga metal ay mas mataas, mas mataas ang temperatura kung saan ito naproseso. Sa katotohanan, ang epektong ito ng temperatura ay hindi karaniwan.
Inirerekomenda ni Yu. M. Chizhikov ang limang tipikal na mga pattern ng impluwensya ng temperatura sa limitasyon ng plasticity Δh / H, na nailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na compression (Larawan 51). Ang curve 1 ay nagpapakilala sa mga metal at haluang metal, ang plasticity nito ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang curve na ito ay tipikal para sa carbon at alloy structural steels, atbp. Curve 2 ay ipinapakita para sa mga metal at alloys, ang ductility na bumababa sa pagtaas ng temperatura. Ang curve na ito ay may bisa lamang para sa ilang mga high-alloy na haluang metal, ngunit ito ay mas interesado, na nagpapakita na ang ductility ay hindi palaging tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang curve 3 ay nagpapakilala sa mga metal at haluang metal, ang plasticity na nagbabago nang kaunti sa pagtaas ng temperatura. Kabilang dito ang maraming mataas na kalidad na mga bakal na haluang metal. Ayon sa curve 4, habang ang temperatura ay tumataas sa isang tiyak na average, ang plasticity ay tumataas; na may karagdagang pagtaas sa temperatura, bumababa ito. Ipinapakita ng curve 5 na sa ilang average na temperatura ay may pagbaba sa plasticity; sa mas mataas o mas mababang temperatura, mas mataas ang plasticity. Ang curve na ito ay tipikal para sa komersyal na purong bakal.
Impluwensya ng kemikal na komposisyon ng bakal
Nilalaman carbon sa bakal, hanggang sa 0.8-1%, bahagyang binabawasan ang ductility ng metal. Ang pagtaas sa nilalaman ng carbon sa bakal ay humahantong sa ang katunayan na ang metal sa estado ng cast ay maaari lamang iproseso sa pamamagitan ng forging. Kaya, ang mga bakal na naglalaman ng mga 1.5% C ay pinoproseso sa pamamagitan ng pag-forging sa estado ng cast. Matapos ma-forging o matapos durugin ang pangunahing istraktura at i-convert ito sa pangalawang istraktura, maaari silang i-roll.
Ang carbon ay kabilang sa mga aktibong elemento na nakakaapekto sa pagbabago sa paglaban sa pagpapapangit. Ang isang partikular na kapansin-pansin na epekto ng carbon sa pagtaas ng paglaban sa pagpapapangit ay nagsisimula sa nilalaman nito na 0.5% o higit pa.
Manganese pinatataas ang kakayahan ng metal na mag-deform ng plastik dahil sa ang katunayan na ito ay bumubuo ng sulfide na may asupre, na nasa metal sa anyo ng mga spherical inclusions. Sa pagtaas ng nilalaman ng mangganeso (12% o higit pa), ang ductility ng metal ay nakasalalay sa mga kondisyon ng paghahagis ng bakal. Kaya, ang hot-cast metal dahil sa magaspang na butil na istraktura ay pinagsama at napeke nang mas masahol pa. Ang metal cast sa mababang temperatura ay may pinong butil na istraktura at angkop sa paggamot sa presyon, ngunit ang paglaban nito sa pagpapapangit ay tumataas nang husto.
Nikel ay isang magandang gas absorber sa tinunaw na metal. Ang ari-arian ng nikel ay lalong mahalaga sa pagkakaroon ng hydrogen sa bakal. Hindi tulad ng mangganeso, ang nickel at ang kumbinasyon nito sa sulfur (nickel sulfide) ay matatagpuan sa bakal kasama ang mga hangganan ng butil, na nag-aambag sa hitsura ng pulang brittleness. Ang mga nickel sulfide, na may mas mababang punto ng pagkatunaw, ay nagpapataas ng posibilidad na masunog ang mga bakal. Ang impluwensya ng nikel sa paglaban sa pagpapapangit ay hindi gaanong mahalaga.
Chromium nag-aambag sa pagbuo ng isang magaspang na istraktura. Ang coarse-grained columnar structure sa malalaking ingot sa panahon ng paglamig ay maaaring maging sanhi ng paglitaw ng mga intercrystalline crack. Ito ay lalo na kapansin-pansin sa mga chromium steel na may mataas na nilalaman ng carbon. Sa ilang mga high-carbon steels tulad ng EH12 o chromium-kel steels (3-4% Ni, 1-5% Cr), ang mga bitak na ito ay maaari pang lumitaw sa ibabaw. Ang Chromium sa bakal, lalo na sa isang nilalaman ng nikel o isang mataas na nilalaman ng carbon, ay matalas na pinatataas ang paglaban sa pagpapapangit dahil sa pagkakaroon ng mga chromium carbide, na lumalaban kahit na sa mataas na temperatura.
Vanadium, tulad ng mangganeso, na may kaugnayan sa oxygen, ay isang magandang deoxidizer. Bilang karagdagan, ang vanadium, tulad ng silikon, ay nagsisilbing isang mahusay na degasifier. Ito ay itinatag sa pamamagitan ng pagsasanay at pananaliksik na ang vanadium ay nag-aambag sa pagbuo ng isang pinong istraktura ng ingot, habang ang ductility ng bakal ay tumataas.
Tungsten binabawasan ang ductility ng bakal sa isang mainit na estado at pinatataas ang paglaban sa pagpapapangit. Ang ilang mga grado ng bakal na naglalaman ng tungsten sa estado ng cast ay unang naproseso sa pamamagitan ng forging at pagkatapos lamang na ang pangalawang pag-init ng ingot ay pinagsama sa mga rolyo.
bakal na may nilalaman molibdenum ay nagpapatigas sa sarili. Ang nilalaman ng molibdenum sa bakal ay hindi binabawasan ang kakayahan ng pagbabago ng hugis ng plastik sa panahon ng forging o rolling. Kasabay nito, ang paglaban sa pagpapapangit ay bahagyang nadagdagan. Ang kawalan ng mga bakal na naglalaman ng molibdenum sa malalaking dami (hanggang sa 1.5% o higit pa) ay ang kanilang kakayahang sumailalim sa pagpapatigas ng hangin sa panahon ng paglamig, na kung minsan ay sinamahan ng hitsura ng mga bitak. Sa mga bakal na may mababang nilalaman ng molibdenum (0.25-0.3%), ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi sinusunod.
sa metal asupre ay madalas na matatagpuan sa anyo ng FeS at MnS compound. Sa pagkakaroon ng mga elemento ng alloying (Cr, W at lalo na Ni) sa bakal, ang sulfur, na pinagsama sa kanila, ay bumubuo ng mga sulfide na namuo kasama ang mga hangganan ng mga butil ng metal. Ang mga sulfide na ito, na may mas mababang punto ng pagkatunaw at lakas, ay nagiging sanhi ng pula. brittleness ng bakal sa panahon ng pagproseso ng plastik sa hanay ng temperatura na 800- 1000 ° C. Bilang karagdagan, ang mga sulfide ay lumilikha ng panganib ng pagkasunog ng metal sa mga temperatura na malapit sa 1200 ° C.
Availability hydrogen sa bakal ay nag-aambag sa pagbuo ng mga panloob na bitak-mga natuklap. Ang hydrogen ay walang direktang epekto sa plasticity at paglaban sa pagpapapangit.
sa metal nitrogen ay nasa anyo ng mga compound na may iba pang mga elemento. Ang nilalaman ng nitride sa hanay ng 0.002-0.005% ay walang kapansin-pansing epekto sa ductility ng metal. Sa pagtaas ng nilalaman ng nitride sa 0.03% at sa itaas, ang metal ay nagiging malamig-malutong at basag-malutong. Gayunpaman, ang pagdaragdag ng nitrogen, lalo na sa corrosion-resistant steel, ay binabawasan ang laki ng pangunahing butil sa panahon ng paghahagis. Kaya, ang nilalaman ng nitrogen sa hanay na 0.15-0.2% sa bakal na lumalaban sa kaagnasan na may nilalamang kromo na hanggang 25% ay nag-aambag sa pagkuha ng isang pinong butil na istraktura at pagpapabuti ng plasticity na may sabay-sabay na pagtaas ng paglaban sa pagpapapangit. Ang mga non-metallic inclusions sa anyo ng mga oxide (lalo na ang FeO) ay negatibong nakakaapekto sa ductility ng metal sa mataas na temperatura. Ayon sa isang bilang ng mga pag-aaral, ang halaga ng mga oxide ay hindi dapat lumampas sa 0.01%. Sa isang mas mataas na nilalaman ng mga oxide sa metal, anuman ang kanilang hugis at likas na katangian, kahit na may forging deformation, ang mga bitak ay nakuha.
Bilang karagdagan sa itinuturing na pangkalahatang mga teknolohikal na katangian (plasticity at paglaban sa pagpapapangit), ang bawat metal o haluang metal ay mayroon ding mga tiyak na tampok na kailangang malaman at isaalang-alang kapag bumubuo ng mga teknolohikal na rehimen. Kaya, ang free-cutting steel (carbon steel na may mataas na sulfur content) ay may mababang koepisyent ng friction, na nagpapahirap sa paghawak ng mga roll habang gumugulong.
Maraming mga bakal na haluang metal ang madaling mag-crack, sobrang decarburization, at sobrang init. Ang lahat ng ito at iba pang mga tampok ng bawat metal ay dapat isaalang-alang upang maayos na maisagawa ang teknolohikal na proseso.