Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Обработка давлением — экономичный и высокопроизводительный способ производства полуфабрикатов (заготовок).
Обработкой давлением могут быть получены заготовки или детали из материалов, которые обладают достаточной технологической пластичностью, т.е. способностью необратимо деформироваться без разрушения, приобретая заданную форму под действием внешних сил. Нарушение сплошности деформируемой заготовки недопустимо и приводит к браку.
Высокая технологическая пластичность (обрабатываемость давлением) характерна для металлов и сплавов, пластическая деформация которых обусловлена структурным сочетанием механизмов сдвига и двойникования, например для меди, серебра, аустенита и др.
При деформировании литого металла устраняются неплотности, возникшие в процессе затвердевания слитка.
Обработка давлением как формообразующая обработка уже продеформированного (не литого) металла практически не изменяет объем металла. В теории обработки металлов давлением данное положение называют условием постоянства объема.
При деформировании поликристаллических тел, в которых кристаллиты имеют плоскости скольжения, различно ориентированные в пространстве, деформация одного зерна вызывает соответствующие перемещения по границам зерен, а также в соседних зернах. Поэтому при деформировании холодного металла происходит интенсивное внутри- и межзеренное скольжение, что приводит к появлению микропустот в объеме металла и уменьшению плотности (0,1—0,2 %).
Прессование, прокатка, горячая объемная штамповка, ковка характеризуются всесторонним неравномерным сжатием. Эта схема нагружения наиболее благоприятна для достижения максимальной степени пластической деформации без разрушения.
При листовой штамповке и волочении реализуется схема двустороннего сжатия с растяжением. Структура приобретает волокнистый (строчечный) характер, поскольку при деформации зерна вытягиваются, образуя волокна, границы которых декорированы выделениями избыточных фаз и неметаллическими включениями. В общем случае в металле при деформации формируется текстура, характеризующаяся предпочтительной ориентацией кристаллитов (зерен). Эти изменения в деформированном металле могут быть обнаружены визуально после травления, а также методами металлографии и рентгенографии.
После обработки давлением металл приобретает выраженную анизотропию свойств. Различие свойств наблюдается по разным направлениям. При этом характеристики пластичности (относительное удлинение и сужение), ударная вязкость изменяются в большей степени, чем прочностные характеристики (временное сопротивление, предел текучести).
Перечисленные характеристики механических свойств имеют обычно большую величину в направлении волокон, чем поперек. В отдельных случаях эти особенности структуры деформированного металла позволяют существенно увеличить долговечность работы деталей, а также снизить их массу.
В общем случае влияние структурно-фазового состояния на обрабатываемость давлением проявляется втом, что чистые металлы имеют большую пластичность, чем твердые растворы, а однофазные структуры более пластичны, чем двухфазные.
Любые химические неоднородности, ликвация, растворенные газы существенно снижают способность металла к пластической деформации, особенно в области высоких температур.
С повышением температуры пластичность возрастает, а сопротивление деформированию уменьшается. При этом в интервале температур фазовых превращений может происходить некоторое повышение прочностных и снижение пластических свойств металлов.
Практически все металлы и сплавы в области температур, близких к температуре солидуса, обнаруживают резкое падение пластических свойств. Это объясняется тем, что при таких температурах прочность границ зерен резко снижается и даже небольшая деформация приводит к разрушению. Чем чище металл, тем меньше протяженность температурного интервала хрупкого состояния н тем ближе он к температуре солидуса.
Скорость деформирования материала при обработке давлением в значительной степени определяется скоростью перемещения деформирующего инструмента. Обычно средняя скорость деформации для различных процессов обработки давлением изменяется в пределах 10в-12-10в5 с-1.
Влияние скорости деформации на пластичность металла неоднозначно. При обработке давлением в горячем состоянии увеличение скорости деформирования понижает пластичность металла. Особенно это сказывается при обработке высоколегированных сталей, магниевых и медных сплавов. Менее заметно отрицательное влияние увеличения скорости деформации при обработке алюминиевых сплавов, низколегированных и углеродистых сталей.
При обработке давлением в холодном состоянии увеличение скорости деформации выше некоторых значений приводит к повышению пластических свойств вследствие возрастания температуры деформируемого металла при выделении теплоты деформации. Повышение температуры приводит к разупрочнению металла и повышению пластических свойств. Этот эффект, например, при обработке давлением с применением взрывных устройств сопровождается оплавлением границ зерен. Кстати, купить металл в Ростове-на-Дону можно в компании ЮПС ups-metall.ru по очень выгодной цене.