Лекция 6. Обработка метала давлением
План
6.1 Основные способы ОМД.
6.2 Влияние ОМД на структуру и свойства металла.
6.3 Факторы, влияющие на пластичность при ОМД.
Сущность процесса обработки металлов давлением (ОМД) – изменение формы и размеров заготовки под действием внешних сил, вызывающих пластическую деформацию.
При ОМД объем и плотность практически не меняется, а изменяется форма и размеры обрабатываемого металла.
Основные способы ОМД
1. Прокатка – обжатие заготовки между вращающимися валками.
2. Прессование - продавливание заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, давящим инструментом.
3. Волочение – протягивание заготовки, через сужающую полость матрицы (фильеры).
4. Ковка – изменяет форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия инструмента на отдельные участки заготовки.
5. Штамповка – изменение формы и размеров заготовки с помощью специальных инструментов – штампов (для каждой детали – свой штамп, в отличие от ковки).
Виды штамповки:
Объёмная – металл заполняет полость штампа, приобретая её формы и размеры.
Листовая штамповка – получаются плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше остальных размеров.
Влияние ОМД на структуру и свойства металла
Различают холодную и горячую деформацию. Холодная – характеризуются изменением формы зёрен, которые вытягиваются в направлении течения металла. Появляется упрочнение металла «наклёп», т.е. прочность повышается, пластичность - снижается.
Эти изменения механических свойств не необратимы и устраняется термообработкой (отжигом). Возникают новые зёрна с размерами, одинаковыми его всех направлениях. Это явление называется «рекристаллизацией». Температура рекристаллизации приблизительно равна 0,4 температуры плавления. Рекристаллизация протекает с определенной скоростью, поэтому делают выдержку при температуре рекристаллизации.
Горячая деформация – заготовка нагрета до температуры, превышающей температуру рекристаллизации.
В процессе прокатки происходит деформация и одновременно – рекристаллизация. Сопротивление деформации приблизительно в 10 раз меньше, чем при холодной деформации.
Факторы, влияющие на пластичность при ОМД
1.Химсостав. С увеличением содержания С, Mn, Si, S, P и др. пластичность снижается. Только два легирующих элемента - Ni и Mo повышают пластичность.
2.Температура нагрева. С увеличением температуры пластичность возрастает.
3.Скорость и степень деформации. Чем выше деформация и скорость, тем пластичность меньше.
4.Условия трения на контактной поверхности. Сила трения, её величина изменяет напряжённое состояние, следовательно – влияет на пластичность.
5.Напряжённое состояние. 1) Всестороннее равномерное растяжение – деформация отсутствует; 2) Двухстороннее растяжение, одностороннее сжатие - низкая пластичность; 3) Двухстороннее сжатие, одностороннее растяжение – небольшая степень пластичности; 4) Всестороннее неравномерное сжатие – высокая пластичность.
Литература: [10]
Контрольные вопросы
1. Сущность ОМД?
2. Холодная и горячая деформация – отличия?
3. Какие хим. элементы повышают пластичность?
4. Как влияет температура нагрева на пластические свойства?
5. Что такое «возврат» и «отжиг»?
Лекция 7. Прокатка
План
7.1 Продукция прокатного производства
7.2 Инструмент и оборудование для прокатки
7.3 Технологический процесс производства основных видов проката
Прокатке подвергаются до 90% всей выплавляемой стали. При прокатке металл деформируется вращающимися валками. Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными.
Три основных вида прокатки: продольная, поперечная и поперечно-винтовая.
Продольная: заготовка деформируется между валками, вращающимися в разные стороны и перемещается перпендикулярно к осям валков.
Поперечная: Валки, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке и деформируют её. Валки могут сближаться, заготовка может подаваться сбоку.
Поперечно-винтовая прокатка: Валки вращаются в одну сторону и их оси расположены под углом друг к другу. За счёт этого заготовка вращается между ними и перемещается вдоль своей оси.