Строение металла

Свойства сплавов зависят от состава входящих компонентов. Однако изделия, изготовленные из одного и того же сплава, в зависимости от условий обработки, могут обладать разными свойствами. При горячей обработке металлов давлением, наряду с изменением формы заготовки, изменяется и ее внутреннее строение. Все металлы и сплавы имеют кристаллическое строение, суть которого в том, что атомы расположены в определенном, геометрически правильном порядке.

Процесс кристаллизации жидкого металла происходит одновременно из большого числа центров, поэтому рост отдельных кристаллов при охлаждении взаимно тормозится ростом смежных. В результате этого кристаллы при затвердевании получают произвольную, не соответствующую форме свободно растущего кристалла, внешнюю форму и называются поэтому кристаллитами, или зернами. Зернистое строение металла называют его структурой.

Величина и форма зерен, в зависимости от термомеханических условий обработки давлением, могут изменяться, а вместе с изменением структуры изменяются и свойства металлов.

В литой заготовке зерна обычно крупные, в катаном и кованом металле они вытянуты и мельче. При прокатывании, ковке, штамповке и прессовании зерна металла, удлиняясь, ориентируются в направлении формоизменения по контуру поковки и создают волокна — своеобразный рисунок, так называемую макроструктуру — строение стали, видимое при небольшом увеличении или невооруженным глазом. Макроанализу подвергают изломы образцов и макрошлифы.

На макрошлифе (зачищенном разрезе) после травления поразному окрашиваются или растворяются отдельные составляющие, благодаря чему видно направление волокон, по которым легко установить, какой операцией ковки (гибкой, протяжкой или осадкой) получена рассматриваемая поковка.


«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

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…

Пережог

Продолжительное пребывание металла в печи при температурах, близких к началу плавления, приводит к оплавлению легкоплавких примесей, находящихся по границам зерен. При этом проникший в межзеренные прослойки кислород образует окисленные соединения примесей и металла, которые разобщают зерна друг от друга. Происходит так называемый пережог металла, при котором связь между отдельными зернами нарушается и появляются глубокие трещины….