Гаряча обробка металів

В процесі деформації в холодному стані механічні та фізико-хімічні властивості металу безперервно змінюються: твердість, міцність і крихкість його збільшуються, а пластичність, в'язкість, корозійна стійкість і електропровідність -зменшують.

Ця зміна властивостей, пов'язане з деформацією в холодному стані, називають наклепом.

Зі збільшенням вмісту вуглецю в стали її обробка в холодному стані стає важче. На практиці обробку стали тиском зазвичай виробляють в нагрітому вигляді; в холодному стані обробці тиском піддаються тільки тонкі листові і смугові заготовки з м'якої сталі і з кольорових металів та їх сплавів.

Так як гаряча обробка проводиться при температурах, які значно перевищують температуру рекристалізації, то наклеп, одержуваний від механічного впливу, негайно знищується внаслідок рекристалізації і утворення нових зерен. При стисненні зерна дробляться, потім з уламків зерен ростуть нові доти, поки вони будуть роздроблені новим обтисненням і т. Д. Це означає, що при гарячій обробці тиском одночасно відбуваються два процеси - наклеп і рекристалізація.

Щоб уникнути отримання перегрітого металу, т. Е. Крупнозернистою структури, закінчення обробки слід проводити при температурах, лише кілька перевищують критичні.

Якщо допустити обробку тиском при температурі нижче критичної, то внаслідок швидкого охолодження (на повітрі) в металі збережуться залишки наклепу.

У процесі гарячої обробки тиском зменшуються або знищуються пороки литого металу: в результаті механічної дії метал ущільнюється (наприклад, газові бульбашки і порожнечі з неокисленими поверхнями заварюються); в результаті дифузії при високій температурі відбувається часткове вирівнювання хімічного складу металу; при правильному температурному режимі проведення обробки виходить дрібнозерниста структура, подібна структурі після відпалу.

Тому найбільш відповідальні вироби зазвичай виготовляють шляхом гарячої обробки тиском. Так само даний метод використовується при виготовленні металоконструкцій. застосовуваних у каркасному будівництві.

Однак горячеобработанная сталь, внаслідок свого волокнистої будови, має неоднакові механічні властивості в різних напрямках: вздовж волокон вони значно вище, ніж поперек волокон (як у дерева).

Волокнистість після гарячої обробки тиском характерна для сталей, забруднених неметаллическими включеннями (в тому числі сірої і фосфором). Ці домішки розташовуються по межах зерен первинного (литого) металу внаслідок внутрікристалічної ликвации.

Під час обтиску зерна будуть витягатися, відповідно будуть витягатися їх межі та поверхневі шари. У проміжку часу між обтисканнями відбуватиметься рекристалізація і утворення нових дрібних зерен з уламків старого зерна, проте ці нові зерна будуть знаходитися в витягнутої оболонці прикордонних включень первинного зерна. Таким чином зберігається первісна витягнутість зерен, незважаючи на повне переродження самих зерен.