Cведения из теории пластической деформации
Главная / Свободная ковка / Cведения из теории пластической деформации

Изменение формы и размеров заготовки под действием внешних или внутренних сил называется деформацией.

Внешние силы, воздействующие на заготовку в процессе ковки, прикладываются в виде ударов молота или нажатия пресса. Внутренние силы возникают в металле от воздействия внешних сил, а также при изменениях температуры заготовки или поковки.

Различают деформации упругие (обратимые) и пластические, (остаточные). Если тело после снятия с него внешней нагрузки восстанавливает свою первоначальную форму, то такое обратимое изменение называется упругой деформацией.

Если тело после прекращения действия на него сил не возвращается к первоначальной форме, то такое остаточное изменение называется пластической деформацией.

Пластическая деформация металла сопровождается и упругой, однако величина последней по сравнению с пластической ничтожно мала, поэтому при ковке металлов упругой деформацией пренебрегают. Природа пластической деформации очень сложна.

Известно, что все металлы состоят из атомов, расположенных в определенном порядке и образующих элементарные кристаллические решетки со строго определенными размерами для каждого металла.

Слиток состоит не из одного кристалла, а из множества кристаллов неправильной произвольной формы, называемых кристаллитами, или зернами.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Влияние состояния поверхности бойков на течение металла при ковке

Перемещение металла под бойками по высоте деформируемой заготовки согласно закону наименьшего сопротивления так же неравномерно, как и перемещение металла в длину и ширину. При осадке невысокой цилиндрической заготовки металл течет в радиальном направлении интенсивнее в средней части по высоте и замедленнее у торцов, т. е. в местах соприкосновения заготовки с верхним и нижним бойками. Осаженная…

Влияние ковки на структуру и механические свойства металла

В процессе ковки под воздействием высокой температуры и приложенных усилий металл претерпевает качественные изменения. Макроструктура слитка весьма неоднородна. Литая грубокристаллическая структура слитка при ковке разрушается.   а — литая глубокристаллическея до ковки слитка, б — волокнистая после ковки. Отдельные разрушенные части кристаллитов (зерен) вытягиваются в направлении преимущественного течения металла. Также разрушаются и вытягиваются межкристаллические прослойки…

Повышение однородности механических свойств

Для повышения однородности механических свойств слиток осаживают, а затем протягивают. Осадка и вытяжка ориентируют волокна металла в разных направлениях, благодаря чему механические свойства поковки в поперечном направлении улучшаются. При этом чем больше раздроблена литая структура слитка, тем более высокие механические свойства будет иметь поковка. Ковка способствует также завариваемости внутренних дефектов слитка — трещин и газовых…

Коэффициент уковки

Уковкой У (коэффициентом уковки) называют отношение площади поперечного сечения заготовки или слитка к площади поперечного сечения поковки, т. е. где F0 — площадь поперечного сечения заготовки или слитка; F—площадь поперечного сечения поковки. Если слиток подвергают осадке, то для определения уковки при протяжке его за F0 принимают площадь поперечного сечения осаженного слитка. При протяжке слитков механические…

Виды деформации

Элементарные кристаллические решетки состоят (из условно изображаемых в пространственных схемах элементарных кристаллических ячеек) из некоторого количества атомов, взаимное расположение которых в кристаллитах (зернах) определяет, как известно, механические, физические и химические свойства металлов. Структура металлов и сплавов состоит из большого количества кристаллитов — зерен и называется поликристаллической (тогда говорят, что металл имеет зернистое строение). Пластическая деформация…

Холодная деформация

Холодная деформация протекает при температурах значительно более низких, чем температуры рекристаллизации и характеризуется большим искажением формы зерен под действием внешних сил, упрочнением металла (наклепа) и появлением в нем внутренних напряжений. Абсолютная температура начала рекристаллизации, как это установлено акад. А. А. Бочваром, для чистых металлов равна 0,4 от абсолютной температуры плавления. Абсолютные температуры берутся в градусах…

Основные законы пластических деформаций

При свободной ковке под действием бойков молота или пресса металл из-за уменьшения высоты заготовки течет в длину и ширину. Направление и величина перемещения (течения) частиц металла в начале деформации и в конце ее показаны стрелками.   а — длинный очаг, б — широкий очаг; в — ширина заготовки, 1 — длина бойка. Степень одновременного увеличения…

Основные законы пластических деформаций (Закон наименьшего сопротивления)

Закон наименьшего сопротивления гласит, что перемещение частиц деформируемого материала возможно в различных направлениях, однако течет он главным образом в направлении наименьшего сопротивления. Поэтому протяжку металла выполняют на узких бойках, так как каждая частица металла под воздействием удара (или давления) бойка стремится уйти из под него в направлении наименьшего сопротивления. Однако необходимо помнить, что чем уже…

Схема течения металла при свободной осадке образцов

В осаживаемой цилиндрической заготовке по мере уменьшения ее высоты металл течет в стороны, но перемещение частиц контактного слоя у торцев значительно меньше, чем по образующей на боковой поверхности из-за возникновения сил внешнего трения. Поэтому заготовка принимает бочкообразный вид, а под контактными поверхностями в результате действия сил трения появляются зоны затрудненной деформации металла. а — квадратного…

Величина пластической деформации

Величина пластической деформации характеризуется обычно степенью деформации, представляющей собой отношение разности размеров заготовки до и после деформации к первоначальному размеру, выраженное в процентах.Степень деформации е при осадке подсчитывают по формуле где h0 — высота заготовки до осадки; h — высота заготовки после осадки. Степень деформации при протяжке подсчитывают по формуле где F0 — площадь сечения…

Схема течения металла при осадке

Схема течения металла при осадке Закон сдвигающих напряжений. Пластическая деформация, или необратимое изменение формы металла, может наступить лишь при условии превышения сдвигающими (касательными) напряжениями, возникающими в деформируемом теле, предела текучести данного металла. Это условие наступает при соответствующих температурах нагрева металла, скорости деформации и степени деформации. Сдвигающие напряжения вызывают пластическую деформацию, а при больших величинах—разрушение деформируемого…