Физические свойства стали

К физическим свойствам стали относятся плотность (удельный вес), теплоемкость, теплопроводность, электропроводность и др. Первые три из перечисленных свойств имеют важное значение для кузнечноштамповочного производства.

Удельный вес стали — это вес 1 см3 стали в граммах. Он изменяется в зависимости от химического состава стали и в среднем принят равным 7,86 Г/см3 [7,86103 кГ/м3].

Теплоемкостью называется количество тепла, необходимое для нагревания 1 Г металла на 1°С. Она влияет на проникновение тепла от поверхности заготовки к сердцевине.

Теплопроводностью
называется свойство материалов передавать тепло от одной нагретой части к другой, менее нагретой. Знание этого свойства передачи тепла от поверхности до сердцевины заготовки необходимо для определения продолжительности нагрева металла перед ковкой.

К механическим свойствам стали относятся: прочность, твердость, вязкость, пластичность, упругость и выносливость.

Прочностью называется способность металла сопротивляться разрушению (сохранять связь между частицами) при воздействии внешних сил.

Твердостью называется способность металла сопротивляться вдавливанию (проникновению) в него других, более твердых тел. Твердость стали определяется методом вдавливания в нее шарика или конуса специальных приборов. Чем тверже сталь, тем меньше диаметр отпечатка шарика на поверхности испытуемого образца или меньше глубина проникновения конуса при одинаковых нагрузках.

Вязкость (ударная) — это способность металла оказывать сопротивление ударным нагрузкам, не разрушаясь.

Пластичностью называется способность металла изменять ; без разрушения свою форму под воздействием внешних сил и сохранять принятую новую форму после прекращения действия внешних сил.

Упругостью называется свойство материала изменять форму под действием внешних сил и возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия внешних сил.

Выносливостью называется способность металла выдерживать, не разрушаясь, различные эксплуатационные многократные нагрузки, в том числе и знакопеременные, т. е. нагрузки, непрерывно меняющиеся по величине и направлению.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Скорость, с которой можно нагревать металл

Скорость, с которой можно нагревать металл, является одним из важных элементов технологии свободной ковки, так как от нее зависит производительность, качество нагрева и качество поковок. Продолжительность нагрева, т. е. проникновение тепла (в тело) в толщу всей заготовки, зависит от теплопроводности металла, его теплоемкости, разности температур печного пространства и заготовки (так называемого перепада температуры), размеров и…

Продолжительность нагрева и форма заготовки

Форма заготовок тоже влияет на продолжительность нагрева. При равных объемах круглая заготовка нагревается быстрее прямоугольной или квадратной, так как у первой заготовки поверхность, воспринимающая тепло, больше. От того, как размещены заготовки на поду печи, время их нагрева также меняется. Если заготовки прямоугольного сечения уложены плотно одна к другой, то их поверхность, воспринимающая тепло, уменьшается, так…

Время нагрева заготовок большого сечения

Время нагрева заготовок большого сечения и слитков наиболее удобно и с достаточной точностью может быть определено по формуле Н. Н. Доброхотова T=αKd√-dr где Т — полное время нагрева, в ч; а — коэффициент, учитывающий расположение заготовок на поду печи; d — диаметр или толщина заготовки (слитка) в м; К — опытный коэффициент, равный 10 для…

Влияние характера пламени на качество нагрева металла

В зависимости от условий сжигания топлива в печи может быть образована окислительная, нейтральная или восстановительная атмосфера. Взаимодействие печной атмосферы с металлом нагреваемой заготовки происходит при высокой температуре и представляет собой сложный физикохимический процесс. Окисление металла. При окислительном пламени, полученном в результате сжигания топлива с избытком воздуха, свободный, не использованный для горения кислород, соединяясь с железом,…

Обезуглероживание металла

При нагреве металла под ковку, а также при термической обработке вместе с процессом окисления при высокой температуре происходит выгорание углерода (обезуглероживание) из поверхностного слоя заготовки. Сущность этого явления заключается в том, что от воздействия газов, входящих в состав окислительной печной атмосферы, под слоем окалины на поверхности металла выгорает часть углерода. Глубина обезуглероженного слоя обычно достигает…