Федеральное агентство по образованию

Брянский государственный технический университет

«Утверждаю»

Ректор университета

____________А. В. Лагерев

«19» 09 2007 г.

Материаловедение материаловедение и технология конструкционных материалов и другие совмещенные дисциплины пластическая деформация, возврат и рекристаллизация

Методические указания

к выполнению лабораторной работы №2

для студентов всех специальностей и форм обучения

Издание второе,

стереотипное

Брянск 2007

УДК 621.07.11

Материаловедение, материаловедение и технологии конструкци­онных материалов и другие совмещенные дисциплины. Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация. Методические указания к выполнению лабораторной работы №2 для студентов всех специаль­ностей и форм обучения. - Брянск: БГТУ, 2004.- 16 с.

Разработали: В.П.Мельников,

канд.техн.наук, доц.;

В.Я.Жарков,

канд.техн.наук, доц.

Печатается по изданию: Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация: Методические указания по выполнению лаборатор­ной работы № 2 для студентов всех специальностей и форм обучения, 1999.

Рекомендовано кафедрой "Технология металлов и металловеде­ние" БГТУ (протокол № 6 от 29.10.2003 г.)

Научный редактор С.В. Давыдов

Редактор издательства Л.Н. Мажугина

Печать М.Е. Амвросимова

Темплан 2004 г.,п. 49

Подписано в печать 01.03.04 Формат 60x84 1/I6

Бумага офсетная. Офсетная печать. Уч.- печ.л. 0,93.

Уч.-изд.л. 0,93. Тираж 50 экз. Заказ/82 Бесплатно.

Брянский государственный технический университет.

241035, г. Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ, тел.55-90-49.

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16.

Предисловие

Методические указания служат руководством для студентов и преподавателей при выполнении лабораторной работы "Пластическая деформация, возврат и рекристаллизация", устанавливающим её цели и задачи, содержание и последовательность выполнения, форму пред­ставления результатов, вопросы для самоподготовки.

Лабораторная работа является практической частью раздела "Ме­ханические свойства материалов" и предусматривает самостоятельное выполнение каждым студентом индивидуального задания.

Продолжительность работы - 4 часа.

1. Цель и задачи работы

Работа проводится в целях исследования влияния холодной плас­тической деформации (обработка давлением) и температуры тепловой обработки (возврата и рекристаллизации) на механические свойства (твердость) и микроструктуру металлических материалов.

Задачи работы - исследовать экспериментальным путем из­менения:

-твердости и микроструктуры металла от степени холодной плас­тической деформации (и выявить между ними характер зависимости);

-твердости и микроструктуры наклепанного металла от темпера­туры последующей тепловой обработки (отжига), (с выявлением зави­симости между ними).

2. Краткие сведения из теории

2.1. Пластическая деформация

Деформацией называют процесс изменения формы и размеров твердого тела под действием приложенных сил.

Деформацию называют упругой, если тело с прекращением внешнего воздействия полностью восстанавливает свою первоначальную форму и размеры. Если же происходят необратимые изменения формы и размеров тела, сохраняющиеся и после прекращения действия прило­женных сил, то такую деформацию называют пластической (остаточной).

Способность металлических материалов при деформации необрати­мо изменять свою форму и размеры (претерпевать большие остаточные деформации) без нарушения своей сплошности (без разрушения) назы­вают пластичностью.

Изменения формы и размеров тела тем больше, чем с большей степенью оно реформируется. Под степенью деформа­ции (ε) понимают получающиеся в результате обработки давлением изменения размеров и сечений деформируемого тела:

где ε - относительная степень деформации, %;

F_h - исходное сечение (до деформации);

F_K - конечное сечение (после деформации).

Холодная пластическая деформация сопровождается резким повыше­нием твердости HВ, НRВ, прочности σ_в, σ_0,2 и др. и упругости σ_упр, но при этом также резко снижаются показатели пластичности δ , ψ и вязкости α или КСU металлов и сплавов.

Упрочнение металлов и сплавов при холодной пластической дефор­мации называют наклепом (нагартовкой).

Величина наклепа, например стали зависит от содержания угле­рода в ней и от степени деформации. Чем меньше содержание углерода в стали и чем больше степень деформации, тем относительно больше наклеп. Наиболее интенсивно возрастает величина наклепа при увеличе­нии степени деформации примерно до 50 %.

При создании в наклепанном поверхностном слое деталей больших напряжений сжатия существенно возрастает предел выносливости мате­риала, а потому (иногда до 3-5 раз) увеличивается срок службы дета­лей, работающих при переменных нагрузках (например, рессор, пружин, шестерен, коленчатых валов и др.).

Холодная пластическая деформация (наклеп) сопровождается измене­нием микроструктуры металла. Зерна металла под действием приложенной нагрузки деформируются и вытягиваются осями наибольшей прочности в направлении течения металла, приобретая определенную однообразную кристаллографическую направленность. Микроструктуру, состоящую из однообразно ориентированных зерен, называют текстурой деформации.

Чем больше степень деформации, тем больше вытягиваются зерна. При деформациях порядка 80-90 % границы зерен в микроструктуре пло­хо просматриваются.

Зерна вытянутой формы называют волокном, а микрост­руктуру в целом - волокнистой. Прочность и пластичность образцов, вырезанных вдоль волокна выше прочности и пластичности образцов, вырезанных поперек волокна (то есть проявление анизотро­пии и в поликристаллическом материале).