- •Условные обозначения
- •Введение История развития дисциплины «Обработка металлов давлением»
- •Задачи и содержание дисциплины «Обработка металлов давлением»
- •1 Основы теории пластической деформации металлов
- •1.1 Физические основы пластической деформации
- •Способы получения формы изделий
- •Виды обработки металлов давлением:
- •Кристаллическое строение металлов
- •Объёмно-центрированный куб (оцк):
- •Гранецентрированный куб (гцк):
- •Гексагональная решётка:
- •Деформация монокристаллов. Закон сдвигающих напряжений
- •1.2 Виды деформации металлов и сплавов Механизм деформации поликристалла
- •Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла
- •Изменением формы зерен;
- •Изменением ориентировки зерен:
- •Влияние холодной деформации на структуру и свойства металла
- •Прочностные свойства:
- •Пластические свойства:
- •Отдых и рекристаллизация
- •Горячая обработка металлов давлением и ее влияние на свойства металла
- •1.3 Понятие о напряженности в деформированном металле при обработке давлением Внешние и внутренние силы. Понятие о напряжении
- •Влияние схемы напряженного состояния на пластичность металла
- •1.4 Сопротивление деформации и пластичность металлов и сплавов Упругая и пластическая деформация
- •Закон Гука
- •Зависимость между напряжением и деформацией
- •Закон постоянства объема
- •При горячей прокатке литого металла;
- •При холодной прокатке;
- •Закон наименьшего сопротивления
- •Осаживание цилиндрического образца:
- •Осаживание образца квадратного сечения:
- •Осаживание прямоугольного образца:
- •Главные деформации и их возможные схемы
- •Неравномерность деформации по ширине полосы
- •Диаграммы естественных и средних вытяжек
- •Поперечная разнотолщинность. Причины возникновения и меры предупреждения
- •Неравномерность деформации по толщине полосы. Виды дефектов
- •Понятие о сопротивлении деформации
- •Факторы, влияющие на сопротивление деформации
- •Теории предельного состояния
- •Теория Сен-Венана:
- •Теория Мизеса:
- •- Уравнение пластичности.
- •Понятие пластичность. Факторы, влияющие на пластичность
- •Методы оценки пластичности
- •1. Испытание растяжением на разрыв:
- •2. Испытание осадкой:
- •3. Испытание на скручивание:
- •4. Испытание на выдавливание по методу Эриксена:
- •5. Испытание прокаткой клиновидного образца (прокатка на клин):
Задачи и содержание дисциплины «Обработка металлов давлением»
Полноценная подготовка специалистов для современных предприятий возможна лишь при условии овладевания учащимися основами теории производственных процессов. В соответствии с этим требованием учебные планы подготовки техников-прокатчиков предусматривает изучение теории прокатки.
В данной дисциплине содержатся лишь основные положения теории прокатки и пластической деформации металлов. Первая ее часть направлена на ознакомление студентов с основными закономерностями и понятиями пластической деформации металлов, которые являются общими для всех видов обработки металлов давлением.
Во второй части рассматривается теория наиболее совершенного и производительного процесса обработки металлов давлением - прокатки. Основное внимание уделено изучению простейшего случая – деформации прямоугольной полосы в гладких цилиндрических валках, на примере которого выясняются главнейшие явления и закономерности процесса прокатки.
Теория прокатки базируется на достижениях таких наук, как физика, математика, химия, теоретическая механика, сопротивление материалов и материаловедение. В свою очередь сама теория прокатки служит основой для изучения технологии, оборудования и организации прокатного производства. Твердое усвоение основ теории прокатки является важным условием подготовки квалифицированного специалиста-прокатчика.
1 Основы теории пластической деформации металлов
1.1 Физические основы пластической деформации
Деформация – изменение формы и размеров твердого тела под воздействием приложенных к нему нагрузок. Различают деформацию упругую (обратимую) и пластическую (необратимую).
Упругой деформацией называют такую, которая исчезает после снятия нагрузок, т.е. тело восстанавливает свою первоначальную форму. Пластическая деформация остается после снятия внешней нагрузке, (тело не восстанавливает первоначальную форму и размеры).
Способы получения формы изделий
Существует три основных способа получения нужной формы изделий:
С удалением избытка массы исходной заготовки. К этой группе относятся такие процессы, как токарная обточка, строжка, фрезерование, сверление, вырубка, вырезка, шлифовка, полировка, электролитическое растворение и т.д. Характерно, что механические и физические свойства металлов в процессе такой обработки, как правило, не изменяются. К достоинствам этих процессов относятся высокая точность изделий и чистота поверхности, а к недостаткам – необходимость сравнительно больших затрат труда и энергии, низкая производительность и неизбежность потерь металла в С наращиванием отходы;
исходной массы заготовки. Сюда относятся следующие процессы: отливка слитков или фасонных изделий, где образование формы происходит за счет постепенной кристаллизации твердых частиц жидкого расплава; постепенное наращивание металлического слоя путем электролиза или химического осаждения из жидкостей или парообразного состояния напаивания, наварки; соединение отдельных металлических частей путем сварки, пайки, склеивания для образования заданной формы изделия. Данные процессы экономичны и обеспечивают высокую производительность процессов, но точность изделий и чистота поверхности этих изделий, как правило, невысоки;
С образованием формы изделий и сохранением исходной массы заготовки. Изменения проходят путем пластической деформации материала за счет взаимного перемещения его частиц. Пластическая деформация лежит в основе таких процессов, как прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка;