Главная / Свободная ковка / Cведения из теории пластической деформации / Основные законы пластических деформаций (Закон наименьшего сопротивления)

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 боек, тем на меньшую глубину проникает деформация и тем хуже металл проковывается по сечению заготовки.

Установлено, что если свободно осаживать заготовку квадратного сечения, то наименьшее сопротивление течению металла будет в направлении, перпендикулярном к середине сторон квадрата.

Поэтому по мере осадки заготовка постепенно превращается из квадратной в круглую. Объясняется это тем, что при данной площади сечения заготовки круг имеет наименьший периметр.

При осадке заготовки прямоугольного сечения течение металла из под бойка будет приближаться к эллипсу, но так как в направлении малой оси сопротивление течению будет меньше, чем вдоль большой оси, большинство частиц металла устремляется в направлении малой оси, что приводит к выравниванию величин осей, а значит и сопротивления движению металла.

Таким образом, фигура любого поперечного сечения при достаточной осадке и большом коэффициенте трения превращается в круглое, как имеющее наименьший периметр. При осадке цилиндрической заготовки ее сечение будет оставаться круглым.

«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…

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…