5.Диаграмма системы Железо-Углерод.
6.Упругая и пластическая деформации.Вязкое и хрупкое разрушение.Обработка металлов давлением,предельные величины деформации.Упрочнение металла холодним деформированием.
Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами.
Диаграмма,
показывающая зависимость между
механическим напряжением (σ) и деформацией
(ε) обобщённого материала. Слева —
упругие деформации, справа —
пластические
Различают хрупкое разрушение – отрыв одних слоев атомов от других под действием нормальных растягивающих напряжений. Отрыв не сопровождается предварительной деформацией. Для хрупкого разрушения характерна острая, часто ветвящаяся трещина.
Вязкое разрушение – путем среза под действием касательных напряжений. Ему всегда предшествует значительная пластическая деформация.
Трещина тупая раскрывающаяся.
Обработка металлов давлением основана на их способности при определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил,
Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил.
Если обработка металлов давлением выполняется при температуре ниже температуры рекристаллизации, то такая обработка называется холодной.
Если обработка металлов давлением происходит при нагреве металлического тела выше температуры рекристаллизации, то она называется горячей.
Основными законами обработки металлов давлением являются:
Закон постоянства объемов - объем металла до деформации практически равен объему металла после деформации.
Закон наименьшего сопротивления - частицы деформируемого металла всегда перемещаются в направлении наименьшего сопротивления.
Холодное деформирование.В результате холодного деформирования стали происходит упрочнение поверхностного слоя. Благодаря этому представляется возможность использовать более дешевые углеродистые стали вместо высоколегированных, что снижает стоимость металла при одновременном сохранении прочности изделий. В процессе холодного деформирования металл приобретает ярко выраженную волокнистую структуру, достигается нужная ориентация волокон и повышается прочность изделий.
7.Превращения в деформированном металле при нагреве.Холодная и горячая деформации их сравнение.Сверхпластичность.Изотермическая обработка давлением труднодеформируемых сплавов.
При нагреве наклепанного металла не восстанавливается старое зерно, а появляется совершенно новое зерно, размеры которого могут существенно отличаться от исходного. Образование новых, равноосных зерен вместо ориентированной волокнистой структуры деформированного металла называется рекристаллизацией обработки или первичной рекристаллизации.[1, С.55]
Холодной деформацией называют такую, которую проводят при температуре ниже температуры рекристаллизации. Поэтому холодная деформация сопровождается упрочнением (наклепом) металла.
Деформацию называют горячей, если ее проводят при температуре выше температуры рекристаллизации для получения полностью рекристаллизованной структуры.
При горячей обработке давлением (прокатке, прессовании, ковке, штамповке и т. д.) упрочнение в результате наклепа (повышение плотности дислокаций) непосредственно в процессе деформации непрерывно чередуется с процессом разупрочнения (уменьшением плотности дислокаций) при динамической полигонизации и рекристаллизации во время деформации и охлаждения. В этом основное отличие динамической полигонизации и рекристаллизации от статической.
Cверхпластичность (англ. superplasticity) — состояние материала, имеющего кристаллическую структуру, которое допускает деформации, на порядок превышающие максимально возможные для этого материала в обычном состоянии[1].
Процессы изотермического деформирования отличаются от обычных, традиционных способов горячей штамповки тем, что формирование нагретой заготовки осуществляют в инструменте, нагретом до температуры деформации заготовки. Большим преимуществом изотермического деформирования является повышение пластичности обрабатываемого материала, что связано с более полным протеканием разупрочняющих процессов, а также с «залечиванием» микротрещин при пониженных скоростях деформации. Это создает условия для деформирования малопластичных материалов (например, чугуна).