16.2.5. Влияние обработки давлением на микроструктуру и механические свой­ства металлов и сплавов.

Слитки металлов и сплавов имеют структуру, характеризующуюся наличием в ней крупных кристаллитов первичной кристаллизации (дендритов) (рис.16.4.а) по границам которых расположены прослойки, обогащенные примесями и неметалли­ческими включениями.

Деформирование такой структуры в условиях горячей деформации приводит к дроб­лению зерен и вытягиванию их в направлении наиболее интен­сивного течения металла. В том же направлении вытягиваются межкристаллические прослой­ки, содержащие неметалличе­ские включения. При доста­точно большой степени дефор­мации зерна металла дробятся и сплющивается, а неметаллические включения принимают форму волокон, вытянутых в направлении течения металла (рис. 16.4.6).

Волокнистость оказывает влияние на механические характеристики металла: в продольном направлении показатели пластичности лучше, чем в поперечном. Это различие свойств в разных направлениях называется анизотропией. У поперечных образцов ударная вязкость уменьшается примерно на 50-70%, относительное сужение - на 40%, относительное удлинение на 20%. в то время как пределы прочности и те­кучести, твердость у продольных и поперечных образцов практически одинаковы.

Для обеспечения у деталей повышенных механических свойств необходимо, чтобы волокна следовали за контуром детали и не прерывались (рис. 16.4.В, г, д)

Итак, если сравнивать механические свойства детали, полученной из одного и того же материала, обработкой давлением, литьем, сваркой и обработкой резанием, то наиболее лучшие показатели с учетом вышесказанного следует ожидать у детали, полученной обработкой давлением.

16.3. Нагрев металлов и сплавов для обработки давлением.

16.3.1. Температурный интервал горячей обработки давлением.

Н агрев является одним из основных факторов повышения пластичности, во много раз снижающим.сопротивление деформированию. Поэтому при значительной деформации, которой подвергается металл при прокатке, прессовании, ковке и объ­емной штамповке, исходная заготовка должна предварительно нагреваться до опти­мально высокой температуры.

Для стали температура нагрева должна быть на 150-250⁰С ниже температуры

п

Рис. 16.5. Диаграмма состояния сплавов железо-углерод с указанием зоны ковки

лавления. Так как температу­ра плавления зависит от со­держания углерода в сплаве, то оптимальную температуру на­грева стали выбирают по диа­грамме состояния сплавов же­лезо-углерод (рис. 163.). Тем­пература начала деформации проходит по штрихпунктирной линии, расположенной на 250-150°С ниже линии IE диаграм­мы. Температура конца дефор­мации выбирается с учетом то­го, что сталь необходимо де­формировать в однофазном со­стоянии (состояние структуры аустенит), поэтому температу­ра конца деформации находят­ся на штрихпунктирной днями, проходящей на 20-30°С выше линии GSK диаграммы. Эта зона горячей деформации на диаграмме заштрихована.

Температурные интервалы горячей обработки дав­лением углеродистой стали ориентировочно могут быть приняты следующие: для стали с 0,2-0,5% С - 1200-850⁰С; для стали с 0,8-1,3% С – 1100-760⁰С

Цветные металлы и сплавы следует нагревать на 100-150°С ниже температуры плавления. Так, красную медь обрабатывают в интервале температур 950-700°С, ла­тунь Л70 - 840-700°С, латунь Л62 - 800-650°С; алюминий - 500-350°С, дюралюминий АК8 470-380°С; магниевый сплав МА5 - 370-320°С.