45957

Упругая и пластическая деформация металлов и сплавов: сущность и механизм осуществления. Наклёп и рекристаллизация. Горячая и холодная обработка давлением

Доклад

Производство и промышленные технологии

Упругая и пластическая деформация металлов и сплавов: сущность и механизм осуществления. Деформация - это измние формы и размеров тела дефция может вызываться воздействием внешних сил а также др. К дефциям относятся такие явления как сдвиг сжатие растяжение изгиб и кручение. Упругая дефция это дефция которая исчезает после снятия нагрузки.

Русский

2013-11-18

101.14 KB

32 чел.

11. Упругая и пластическая деформация металлов и сплавов: сущность и механизм осуществления. Наклёп и рекристаллизация. Горячая и холодная обработка давлением.

Деформация – это изм-ние формы и размеров тела, деф-ция может вызываться воздействием внешних сил, а также др. физико-мех. процессами, которые происходят в теле. К деф-циям относятся такие явления, как сдвиг, сжатие, растяжение, изгиб и кручение.

Упругая деф-ция – это деф-ция, которая исчезает после снятия нагрузки. Упругая деф-ция не вызывает остаточных изменений в св-вах и стр-ре металла; под действием приложенной нагрузки происходит незнач-ное обратимое смещение атомов.

При растяжении монокристалла возрастают расстояния между атомами, а при сжатии атомы сближаются. При смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического отталкивания. После снятия нагрузки смещенные атомы из-за действия сил притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние и кристаллы приобретают первоначальные размеры форму.

Деф-ция может быть упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки.

Важное значение имеет пласт-ть, она опр-ет возм-ть изг-ния изделий различ. сп-бами обработки давлением. Эти сп-бы основаны на пласт-ком деф-вании металла.

Мат-лы, которые имеют повышенную пласт-ть, менее чувств-ны к концентраторам напряжений.

Упругая – это такая деф-ция, которая после прекращения действия, вызвавшего напряжение, исчезает полностью. При упругом деф-вании происходит изм-ние расстояний между атомами в кристаллической решетке металла.

С увел-ем межатомных расстояний возрастают силы взаимного притяжения атомов. При снятии напряжения под действием этих сил атомы возвращаются в исходное положение. Искажение решетки исчезает, тело полностью восстан-ет свою форму и размеры. Если нормальные напряжения достигают значения сил межатомной связи, то произойдет хрупкое разрушение путем отрыва. Упругую деф-цию вызывают небольшие касательные напряжения.

Пластической наз-ся деф-ция, остающаяся после прекращения действия вызвавших ее напряжений. При пластической деф-ции в кристалл-кой решетке металла под действием касательных напряжений происходит необратимое перемещение атомов. При небольших напряжениях атомы смещаются незначительно и после снятия напряжений возвращаются в исходное положение. При увел-нии касательного напряжения наблюд-ся необратимое смещение атомов на параметр решетки, т. е. происходит пласт-кая деф-ция.

При возрастании касательных напряжений выше опр-ной величины деф-ция становится необратимой. При снятии нагрузки устраняется упругая составляющая деформации. Часть деформации, которую называют пластической, остается.

При пласт-кой деф-ции необратимо изм-ся стр-ра металла и его св-ва. Пласт-кая деф-ция осущ-ся скольжением и двойникованием.

Наклёп (наз. упрочнение металла под действием пластич- ой диф.-ции, при наклепе происходит изменение формы зерен их измельчение и появление значит. внутр. напряжений. В рез-те наклепа прочность и твердость металлов увеличивается, а пластические свойства снижаются.)металлов и сплавов, изм-ние стр-ры и соотв-но св-в металлов и сплавов, вызванное плас-кой деф-цией при темп-ре ниже темп-ры рекристаллизации. Наклеп наз-ся также технолог-кий процесс создания упрочнённого состояния мат-ла холодной поверх-ной пластической деф-цией. Явление Н. объясняется накапливанием в металле части энергии деф-ции, которая расходуется на искажение кристалл-кой решётки, образование преимущ-но ориентированных кристаллов (текстур (См. Текстура)), изменение дислокационных структуры, а также на увел-ние удельного объёма металла в слое. Н. может быть рез-том действия внешних деформирующих сил (деформационный Н.) или, реже, фазовых превращений (фазовый Н.). Н. сопровождается увел-ем прочности и твёрдости и снижением пласт-ти мат-ла.

        В технике Н. исп-ся для поверхностного упрочнения деталей. Кроме того Н. приводит к возникн-нию в поверхностном слое детали благоприятной сис-мы остаточных напряжений, влияние которых опр-ет высокий упрочняющий эффект поверхностной пластической деф-ции, выражающийся в повышении усталостной прочности, а иногда и износостойкости. Н. осущ-ют спец-ми сп-бами и на спец. оборудовании, например, производят обкатку цилиндрических поверхностей роликами, зубьев зубчатых колёс роликами или зубчатыми накатниками, дробеструйную обработку фасонных поверхностей, обработку ударными инструментами и др.

Рекристаллизация, процесс образ-ния и роста (или только роста) одних кристаллических зёрен (кристаллитов) поликристалла за счёт других той же фазы. Скорость Рекристаллизация резко (экспоненциально) возрастает с повыш-ем темп-ры. Рекристал-ция протекает особенно интенсивно в пласт-ки деформир-ных мат-лах. При этом различают 3 стадии Рекристал-ции: первичную, когда в деформир-ном мат-ле образ-ся новые неискажённые кристаллиты, которые растут, поглощая зёрна, искажённые деф-цией, собирательную - неискажённые зёрна растут за счёт друг друга, вследствие чего средняя величина зерна увел-ся ,и вторичную рекристал-цию, которая отл-ся от собирательной тем, что способ-тью к росту обладают только немногие из неискажённых зёрен

Рекристал-ция устраняет стр-рные дефекты, изменяет размеры зёрен и может изменить их кристаллографическую ориентацию (текстуру). Рекристал-ция переводит вещ-во в состояние с большей термодин-кой устойч-тью: при первичной рекристал-ации - за счёт уменьшения искажений, внесённых деф-цией, при собирательной и вторичной рекристал-ции - за счёт уменьшения суммарной поверхности границ между зёрнами. Рекристал-ция изм-ет все структурно-чувствительные св-ва деформир-го мат-ла и часто восстан-ет исходные стр-ру, текстуру и св-ва (до деф-ции). Иногда стр-ра и текстура после рекристал-ии отлич-ся от исходных, соотв-но отл-ся и св-ва.

 Рекристал-ция широко исп-ся в техн-гии металлов и сплавов для упр-ния формой зёрен, их размерами, текстурой и св-вами.

Холодная и горячая деф-ция: сущность, достоинства и недостатки.

Формообразование обработкой давлением основано на способ-ти заготовок из металлов и других мат-лов изм-ть свою форму без разрушения под действием внешних сил, причем объем остается постоянным. Пластическая деф-ция может произв-ся в холодном либо в горячем состоянии металла.

Холодная деформация — это деформация, которая происходит при температурах ниже температуры рекристаллизации. Такая деформация приводит к наклепу металла или сплава. Т<0,3Тпл

В рез-те холодной деф-ции прочностные хар-тики и твердость с увел-ем степени деф-ции возрас­тают, а пластические свойства уменьшаются, вплоть до полного их исчерпания.

Горячая деф-ция — это деф-ция, при которой конечная стр-ра оказ-ся без следов упрочнения. Т0,5-0,7Тпл

При этих темп-рах деф-ция также вызывает упрочнение («горячий наклеп»), которое полностью снимается рекристал-ей, протекающей при темп-рах обработки и при последующем охлаждении.

При горячей деф-ции сопротивление металла деф-нию умен-ся в 8—10 раз и остается неизменным в процессе обработки при условии, что темп-ра металла остается выше, чем Трек..

Когда металл после деф-ции имеет частично рекристал-ную стр-ру, то такую обработку правильнее называть неполной горячей, или теплой деф-цией. Неполная горячая деф-ция приводит к получению неоднородной стр-ры, снижению проч-ных и особенно пласт-ких сво-в.

При горячей деф-ции нужно поддерживать необх-мую темп-ру в ходе самого процесса обработки давлением, особенно при производстве изделий небольшого объема и с развитой поверхностью. В этом случае задача усложняется в связи с потерей теплоты при контакте с деформи­рующим инструментом.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18882. Романтизм в европейском и русском искусстве XIX в. Т.Жерико, Э.Делакруа, К.П. Брюллов 24.09 KB
  Романтизм в европейском и русском искусстве XIX в. Т.Жерико Э.Делакруа К.П. Брюллов. Развитие романтизма в живописи протекало в острой полемике с приверженцами классицизма. Романтики укоряли своих предшественников в холодной рассудительности и отсутствии движения жи...
18883. Баро́кко 26.29 KB
  Баро́кко характеристика европейской культуры XVII XVIII веков центром которой была Италия. Стиль барокко появился в XVI XVII веках в итальянских городах: Риме Мантуе Венеции Флоренции. Эпоху барокко принято считать началом триумфального шествия западной цивилизации. Баро...
18884. Евангельская тема в русском искусстве XIX века. А.А.Иванов, Н.Н Ге, И.Н.Крамской, В.Д. Поленов 31.82 KB
  Евангельская тема в русском искусстве XIX века. А.А.Иванов Н.Н Ге И.Н.Крамской В.Д. Поленов. Центральной фигурой в живописи середины века был Александр Андреевич Иванов 18061858. Путь А. Иванова никогда не был легким за ним не летела крылатая слава. При жизни его талант цени...
18885. Рококо. Интерьер - как ансамбль 25.86 KB
  Рококо. Интерьер как ансамбль. Характеристика стиля на примере Китайского дворца Антонио Ренальди в Ораниенбауме. Рококо декоративный стиль в искусстве и архитектуре зародившийся во Франции в начале 18 в. достигло апогея при Людовике XV. и распространившийся по все...
18886. Бытовой жанр в русской живописи 19в. П.А.Федотов, В.Г.Перов, И.Е. Репин, Передвижники 25.74 KB
  Бытовой жанр в русской живописи 19в. П.А.Федотов В.Г.Перов И.Е. Репин Передвижники. П.А.Федотов ― добрая ирония и красота предметного мира. Сватовство майора Вдовушка Анкор ещё анкор. В.Г.Перов ― острота социальной критики Крестный ход на Пасху Тройка Провод...
18887. Постимпрессионизм. В. Ван Гог, П.Гоген, П.Сезанн 23.7 KB
  Постимпрессионизм. В. Ван Гог П.Гоген П.Сезанн. Постимпрессионизм от лат. post после и импрессионизм условное собирательное обозначение основных направлений французской живописи конца XIX начала XX вв. Мастера постимпрессионизма многие из которых ранее примыкали к имп...
18888. Русский классицизм. Универсальный стиль эпохи. От Екатерины II до Александра I 27.9 KB
  Русский классицизм. Универсальный стиль эпохи. От Екатерины II до Александра I. Русский классицизм архитектурный стиль распространённый в России во второй половине 18 19вв. Особенностью русского классицизма являлось эклектическое сочетание в одном произведении разнос...
18889. Художественное объединение «Мир искусства» 28.78 KB
  Художественное объединение Мир искусства. Мир искусства русское художественное объединение. Оформилось в конце 1890х гг. официально в 1900 в Петербурге на основе кружка молодых художников и любителей искусства во главе с А. Н. Бенуа и С. П. Дягилевым. Как выставочный...
18890. Стиль Ампир. Величие и закат классицизма 22.13 KB
  Стиль Ампир. Величие и закат классицизма. Ампи́р от фр. empire империя стиль позднего высокого классицизма в архитектуре и прикладном искусстве. Возник во Франции в период правления императора Наполеона I; развивался в течение трёх первых десятилетий 19 века; сменил...