Практическая работа № 6
Рассмотрение структуры и свойств металла после горячей пластической деформации.
Цель работы: ознакомиться с макроструктурой сталей после горячей пластической деформации, выбрать режимы деформирования.
Содержание отчета:
1. понятие о горячей деформации;
2. влияние способа обработки давлением на макроструктуру;
3. термомеханический режим деформации.
1.Понятие о горячей деформации
К горячей деформации условно относится такая деформация, которая осуществляется выше температуры рекристаллизации. Обычно горячая деформация бывает первым видом обработки, перед которой заготовке присуща литая структура. Литая структура характеризуется наличием крупных кристаллитов, по границам которых расположены примеси, неметаллические включения, газовые пузыри. При горячей деформации, первичная литая структура разрушается, а проходящая рекристаллизация позволяет получить равноосные зерна требуемой величины. В результате изменений формы и размеров зерен, заварки газовых пузырей, усиления связей между зернами, прочность и пластичность после горячей деформации повышаются. В результате зерна имеют округлую форму (микроструктура), однако макроструктура металла - волокнистая.
2.Влияние способа омд на макроструктуру
Волокнистость макроструктуры появляется вследствие того, что имеющиеся в металле примеси и неметаллические включения вытягиваются в направлении более интенсивного течения металла, принимая форму прядей.
Волокнистость приводит к разнородности свойств изделий вдоль и поперек волокон, т.е. вызывает анизотропию.
Рисунок 6.1. Волокнистость макроструктуры горячедеформированного металла: а) ОМД;
б) обработка резанием.
Показатели пластичности металла вдоль волокон оказываются выше, чем в перпендикулярном направлении, причём разница в их значениях возрастает с увеличением степени деформации.
При горячей деформации необходимо избегать таких схем нагружения, которые вызывают значительные растягивающие напряжения.
По расположению волокон можно судить о способе ОМД. Волокнистость после горячей пластической деформации не устраняется, что необходимо учитывать при проектировании рабочих частей инструмента.
3. Термомеханический режим деформации
Термомеханический режим обработки давлением, должен обеспечить достаточную пластичность металла с относительно невысоким соотношением прочности. Для этого рассматриваются диаграммы состояния пластичности и рекристаллизации.
Необходимо учесть, что наибольшую пластичность сплавы имеют в однофазном состоянии. Для стали это область аустенита.
Обработка давлением осуществляется в определенном температурном интервале. Температурным интервалом ОМД называется разность между верхней допустимой границей нагрева заготовки и нижней допустимой границей конца обработки давлением. Верхняя граница определяется в зависимости от определения роста зерна при нагреве, а нижняя изменением фазового состояния сплава. Для выбора термомеханического режима ОМД необходимы три диаграммы:
пластичности;
состояния;
рекристаллизации.
Задание:
изучить теоретический материал;
выбрать термомеханический режим деформации, пользуясь диаграммами состояния, пластичности, рекристаллизации для заданной марки материала.
Рисунок 6.2. Левый угол диаграммы состояния железо – цементит.
Марки материалов, используемых в работе:
стали углеродистые обыкновенного качества ГОСТ 380-2005 Ст3, Ст5, БСт4, ВСт1;
углеродистые качественные конструкционные стали ГОСТ 1050-88 45, 50, 65;
легированные конструкционные стали ГОСТ 4543-71 45Х, 33ХС, 20ХГНР, 18ХГТ;
углеродистые инструментальные стали ГОСТ 1435-99 У8, У7А, У8ГА;
легированные инструментальные стали ГОСТ5950-73 7Х3, 4Х5МФС, 5ХНМ.
Контрольные вопросы:
1. какая деформация называется горячей пластической?
2. почему после горячей деформации на макрошлифах видны волокна?
3. в чём заключается разрушение первичной литой структуры?
4. что называется анизотропией?
5. к каким последствиям приводит анизотропия свойств?
6. что называется температурным интервалом ОМД?
7. от каких факторов зависит выбор температурного интервала?
8. от каких факторов зависит выбор термомеханического режима обработки давлением?