Макроскопическое исследование металла, обработанного давлением

Литой металл имеет пониженную плотность и прочность из-за наличия дефектов. Для повышения плотности и улучшения механических свойств литой металл подвергают горячей обработке давлением: прокатке, ковке, штамповке. При обработке давлением металл нагревают до высокой температуры, когда по­вышается его пластичность и способность к деформации. В процессе дефор­мации кристаллы (зерна) и неметаллические включения (сульфиды, окислы) размельчаются и вытягиваются вдоль направления деформации. Такая структура имеет вид вытянутых волокон, её называют волок­нистой структурой.

Рис. 4. Макроструктура шестерни: 1 - кованной (с правильным расположением волокон); 2 - полученной резанием из прокатанного металла (неправильное рас­положение волокон)

После обработки давлением механические свойства вдоль волокон вы­ше, чем в поперечном направлении, т.е. возникает явление анизотропии. По­этому при создании детали необходимо учитывать способ изготовления материала. При этом важно, чтобы волокна в детали повторили её геометрию (конфигурацию) (рис. 4). Тогда повысится прочность детали и срок ее службы.

Рис. 5. Флокены в поперечном сечении металла

Возможным дефектом металла, обработанного давлением, являются флокены - внутренние трещины в металле в виде серебристо-белых пятен (в изломе) или волосовин (в поперечном сечении) диаметром до 40 мм (рис. 5). Флокены возникают при наличии в жидкой стали растворённого водорода, они образуются в процессе охлаждения металла после обработки давлением. При охлаждении водород выделяется и создаёт в пустотах (порах) металла высокое давление, которое разрушает металл. Флокены являются недопусти­мым дефектом металла.