Пружна і пластична деформація, сутність холодної та гарячої обробки, холодна деформація,

Деформація - зміна форми і розмірів твердого тіла під впливом прикладених до нього навантажень. Розрізняють деформацію пружну (оборотну) і пластичну (необоротну)

Пружною деформацією називають таку, яка зникає після зняття навантажень, тобто тіло відновлює свою первинну форму. Пластична деформація залишається після зняття зовнішньої навантаженні, (тіло не відновлює первинну форму і розміри).

Пластична деформація супроводжується зміщенням однієї частини кристала щодо іншої на відстань, що значно перевищують відстані між атомами в кристалічній решітці металів і сплавів.

Здатність металів і сплавів до пластичної деформації має важливе практичне значення, тому що всі процеси обробки металів тиском засновані на пластичній деформації заготовок.

Величина пластичної деформації не безмежна, за певних її значеннях може починатися руйнування металу.

При пластичної деформації змінюється не тільки форма, але і властивості деформованого металу. У реальному поликристаллическом металі відбувається зміна форм зерен (кристалітів) дроблення окремих зерен, а також орієнтація їх відповідних кристалографічних осей в напрямку течії металу. Переважна орієнтація зерен називається текстурою. Текстура металів обумовлює анізотропію їх механічних, магнітних і електричних властивостей. У загальному випадку анізотропія властивостей металу негативно позначається при подальшій його обробки та експлуатації виробів. У деяких випадках спеціально прагнуть створити максимально текстуровані в певних напрямках для підвищення механічної міцності або магнітно-електричних властивостей.

Залежно від температурно-швидкісних умов деформації розрізняють холодну і гарячу деформацію.

холодна деформація

Холодна деформація характеризується зміною форми зерен, які витягуються в напрямку найбільш інтенсивного течії металу. При холодної деформації формозміна супроводжується зміною механічних і фізико-хімічних властивостей металу. Це явище називають зміцненням (наклепом). Зміна механічних властивостей полягає в тому, що при холодній пластичній деформації в міру її збільшення зростають характеристики міцності, а характеристики знижуються. Метал стає більш твердим, але мене пластичним. Зміцнення виникає внаслідок повороту площин ковзання, збільшення спотворень кристалічної решітки в процесі холодного деформування (накопичення дислокацій біля кордону зерен).

Зміна, внесені холодної деформацією в структуру і властивості металу не оборотні. Вони можуть бути усунені, наприклад, за допомогою термічної обробки (відпалом).

В цьому випадку відбувається перебудова, при якій за рахунок додаткової теплової енергії, збільшується рухливість атомів і в твердому металі без фазових перетворень з безлічі центрів ростуть новий зерна замінюють собою витягнуті "деформовані зерна".

Явище зародження і зростання, нових равноосной зерен натомість деформованих, витягнутих, що відбувається при певних температурах, називається рекристалізацією. Для чистих металів рекристалізація починається при абсолютній температурі, рівній 0,4 абсолютної температури плавлення металу.

гаряча обробка

Гаряча обробка металів тиском проводиться при температурах, які значно перевищують температуру їх рекристалізації, коли швидкість процесу зміцнення, викликаного деформацією. При цьому мікроструктура металу після обробки тиском виявляється равноосной, без слідів зміцнення. Зерна в металі виходять тим дрібніше, чим більше ступінь деформації.

Перед гарячої обробкою тиском метали і стали нагрівають до певної температури (початок гарячої обробки тиском) для підвищення їх пластичності і зменшення опору деформації. Однак в процесі обробки температура металу знижується. Мінімальна температура, при якій можна проводити обробку, називається температурою закінчення обробки тиском. Область температури між початком і закінченням, в якій метал або сплав має найкращу пластичністю, найменшою схильністю до зростання зерна і мінімальним опором деформації, називають температурним інтервалів гарячої обробки тиском.

При цьому температура нагріву металу вибирається такий, щоб не виникло, перепалив або перегрів. Перепалив, характеризується окисленням металу на кордоні зерен, в результаті чого він стає крихким і при ударі руйнується. Перегрів супроводжується різким зростанням розмірів зерен, внаслідок чого погіршуються механічні властивості.

Кожен метал і сплав має свій строго певний температурний інтервал гарячої обробки тиском. Наприклад, алюмінієвий сплав АК4 - 470-350С; мідний сплав БрАЖМц - 900-750С; титановий сплав ВТ8 -1100-900С; сталь 45 - 1200-750С.

Заготівля повинна бути рівномірно нагріта по всьому об'єму до необхідної температури. Нагрівання здійснюється в різних печах і нагрівальних пристроях. Вибір способу нагріву заготовок визначається техніко-економічних міркуваннями.

метал деформація пружний тиск