Поясните понятия «холодная», «неполная горячая» и «горячая» деформация. К какому виду относится деформация стали 0,3% углерода при температуре нагрева до 500С ?
Литье путем обработки давлением основано на способности металлических заготовок и других материалов изменять форму, не разрушаясь под воздействием внешних сил, и объем остается постоянным.
Пластическая деформация может быть выполнена при низких или высоких температурах металла.
Холодная деформация — это деформация, возникающая при температуре ниже, чем температура рекристаллизации. Такая деформация приводит к упрочнению металла или сплава.
В результате холодной деформации прочностные свойства и твердость увеличиваются с увеличением степени деформации, а пластические свойства снижаются до тех пор, пока они не будут израсходованы.
Горячая деформация — это деформация, при которой конечная структура появляется без каких-либо признаков упрочнения.
При этих температурах деформация также вызывает упрочнение («термореактивность»), которое полностью удаляется путем перекристаллизации при температуре обработки и последующего охлаждения.
Во время горячей деформации сопротивление металла деформации уменьшается в 8-10 раз и не изменяется во время обработки, если температура металла выше, чем у дорожки.
- Если деформированный металл имеет частично рекристаллизованную структуру, этот процесс более точно называют неполной термической деформацией или термической деформацией.
- Неполная термическая деформация приводит к неоднородной структуре, снижению прочности, особенно пластических свойств.
Во время термической деформации должен поддерживаться сам процесс обработки давлением, особенно при производстве изделий малой мощности и развитии поверхности. Это усложняет задачу, связанную с потерей тепла при контакте с деформационным инструментом.
Холодная деформация характеризуется изменением формы вытянутых частиц в направлении наиболее сильного потока металла. Во время холодной деформации изменения формы сопровождаются изменениями механических и физико-химических свойств металла. Это явление называется лечением.
Изменение механических свойств связано с тем, что при холодной пластической деформации увеличение прочности увеличивает прочностные свойства при одновременном снижении пластических свойств. Металлы становятся более твердыми, но пластичность уменьшается.
Упрочнение происходит за счет вращения скользящей поверхности и увеличения искажений кристаллической решетки при холодной деформации (накопление дислокаций на границах зерен). Изменения, сделанные холодной деформацией структуры и свойств металла, не являются необратимыми.
Их можно удалить, например, путем термической обработки (отжига).
В этом случае возникают внутренние дислокации, и дополнительная тепловая энергия, которая увеличивает подвижность атомов, заставляет новые металлические частицы расти на твердом металле без фазовых переходов из многих центров, заменяя вытянутые деформированные частицы.
- В однородном температурном поле скорость роста зерна во всех направлениях одинакова, поэтому новые зерна, которые появляются вместо деформированных, имеют примерно одинаковый размер во всех направлениях.
Горячая деформация относится к деформации, характеризующейся отношением рекристаллизации ко всей заготовке и отношением рекристаллизации, а микроструктура после обработки давлением равноосна без признаков упрочнения.
Для обеспечения высокотемпературных условий деформационного потока необходимо увеличить температуру и скорость нагрева заготовки (для увеличения скорости рекристаллизации). Если металл в конце деформации имеет структуру, которая не полностью рекристаллизована со следами упрочнения, эта деформация называется неполной термической деформацией.
Неполная термическая деформация приводит к неоднородной структуре, снижению механических свойств и пластичности и поэтому обычно нежелательна.
Сопротивление деформации во время горячей деформации составляет примерно одну десятую от сопротивления холодной деформации и отсутствует упрочнение, что приводит к тому, что сопротивление деформации (предел текучести) слегка изменяется во время обработки давлением.
Эта ситуация в основном объясняет тот факт, что термическая обработка используется для изготовления крупных деталей.
Потому что это требует меньшего усилия деформации (не более мощное устройство).
Имейте в виду, что трудно выдерживать требуемые температурные условия при обработке деталей небольшого размера (тонкой толщины) под давлением, поскольку они быстро охлаждаются на воздухе и при контакте с охлаждающими инструментами. При горячей деформации пластичность металла выше, чем при холодной.
Поэтому рекомендуется использовать высокотемпературную деформацию при обработке трудовой деформации, мало деформированных металлов и сплавов, а также литых металлических заготовок (слитков). В то же время окисление заготовки становится более интенсивным во время горячей деформации (на поверхности образуется слой окалины).
Смотрите также:
Примеры решения задач по материаловедению
