Оглавление:
Изменение микроструктуры и механических свойств металлов при нагреве после горячей и холодной обработки давлением
- Изменение микроструктуры и механических свойств металлов при нагреве после высоких и низких температур Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях к пластической деформации в результате воздействия на деформируемые тела (заготовки) внешних сил. Если при упругой деформации деформируемого тела полностью снимается внешняя сила, а затем восстанавливаются первоначальные форма и размер, то деформация пластической деформации формы и размера вызвана действием внешней силы. Упругая деформация характеризуется относительным смещением атомов на величину меньшую, чем межатомное расстояние, после снятия внешних сил атом возвращается в исходное положение.
При пластической деформации атомы смещаются относительно друг друга на величину, превышающую межатомное расстояние, и после снятия внешних сил они не возвращаются в исходное положение, а занимают новое равновесное положение. В зависимости от температурного и скоростного режимов деформации различают холодный и горячий варианты. Холодная деформация характеризуется изменением формы частиц, которые растягиваются в направлении наиболее сильного течения металла.
При холодной деформации литье сопровождается изменением механических и физико-химических свойств металла. Людмила Фирмаль
Это явление называется упрочнением (закалка). Изменение механических свойств заключается в том, что при холодной пластической деформации, по мере ее увеличения, повышаются прочностные характеристики и снижаются пластические характеристики. Металл должен быть жестким даже с пластиком. Упрочнение происходит за счет вращения поверхности скольжения и увеличения деформации кристаллической решетки в процессе холодной деформации (накопления дислокаций на границах зерен). Изменения, вызванные холодной деформацией в структуре и свойствах металлов, не являются необратимыми.
Их можно удалить, например, путем термической обработки (отжига). В этом случае происходит внутренняя реконструкция, дополнительная тепловая энергия, когда подвижность атомов увеличивается, так как скорость роста зерен твердого металла во всех направлениях без фазового превращения из множества центров одинакова при равномерном температурном поле, появляются новые частицы вместо тех, которые были деформированы, происходит при температуре почти одинакового размера в явлении зарождения и роста новых равноосных частиц, называемом рекристаллизацией.
- Для чистых металлов рекристаллизация начинается при абсолютной температуре, равной 0,4 от абсолютной температуры плавления металла. Рекристаллизация выдвинута с 34B некоторая скорость, и рекристаллизация, температура топления деформированного workpiece более менее время необходима, что была выше. При температурах ниже начальной температуры рекристаллизации наблюдалось явление, называемое возвратом. При возвращении (отдыхе) форма и размер деформированных удлиненных частиц не изменяются, но остаточное напряжение частично снимается.
Эти напряжения возникают вследствие неравномерного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неравномерности распределения деформаций при пластической деформации. Остаточное напряжение находится в заготовке, которая создает систему сил, уравновешивающих друг друга, не будучи нагруженной внешней силой. Снятие остаточных напряжений при возврате практически не изменяет механических свойств металла, но влияет на некоторые его физико-химические свойства. Горячая деформация-это деформация, характеризующаяся соотношением скорости деформации и рекристаллизации, рекристаллизация успевает произойти во всем объеме заготовки, микроструктуры после наддува.
Для обеспечения условия горячей деформации необходимо увеличить температуру нагрева заготовки (увеличить скорость рекристаллизации). Людмила Фирмаль
Если металл в конце деформации имеет полностью нерекристаллизованную структуру и имеет следы упрочнения, то такая деформация называется неполной термической деформацией. Неполное термическое деформирование приводит к снижению неоднородности структуры, механических свойств и пластичности. При термической деформации сопротивление деформации примерно в 10 раз меньше, чем при холодной деформации, а отсутствие упрочнения приводит к тому, что сопротивление деформации (предел текучести) незначительно изменяется при обработке давлением.
Это обстоятельство объясняется главным образом тем, что для изготовления крупных деталей используется горячая обработка. При горячей деформации пластичность металла выше, чем при холодной деформации. Влияние холодной деформации на свойства металла может быть использовано для получения наилучших эксплуатационных характеристик детали, а также изменения характеристик в нужном направлении и нужной величины.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
