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

30 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

4371. Создание динамических сайтов средствами PHP и MySQL 80.5 KB
  PHP и MySQL. Основным достоинством динамических сайтов, по сравнению со статическими, является возможность отделения данных от кода, отвечающего за их визуальное представление. Благодаря такому подходу, можно создавать сайты, формирующие страницы в...
4372. Программирование на языках высокого уровня, лабораторный практикум 305.5 KB
  Программирование на языках высокого уровня, включающей алгоритмизацию задач и изучение подмножества языка Си в средах программирования Borland C++ и Microsoft Visual C++, а также в приобретении практических навыков работы с персональным компьютером.
4373. Управление памятью на уровне пользователя 129.5 KB
  Управление памятью на уровне пользователя На этапе постановки задачи программист должен решить, какую программу он должен создать, что и какими данными она должна оперировать. То есть возникает вопрос о количественной оценке используемых данных. Есл...
4374. Знакомство со средой разработки Borland C++3.1. Создание и отладка простых консольных приложений на языке Си. 42.51 KB
  Знакомство со средой разработки BorlandC++ Создание и отладка простых консольных приложений на языке Си. Напишите программу, запрашивающую у пользователя фамилию, имя и отчества(например: Whatisyourname?, или ...
4375. Введение в программирование на языке Си 33.45 KB
  Введение Добро пожаловать в мир языка программирования Си, который за время своего существования – порядка 40 лет – уже успел стать классическим, однако его актуальность несомненна и по сей день. Язык Си популярен как среди профессионалов...
4376. Основы языка Си и элементы C++ 326.96 KB
  Основы языка Си и элементы C++ Создание проекта в Microsoft Visual Studio Для разработки программ в среде Microsoft Visual Studio и Microsoft Visual Studio Express следует создать так называемый проект или решение....
4377. Операции и выражения в программировании 88.34 KB
  Операции и выражения Операторы В данной теме мы зададимся вопросом: Из чего состоят программы Если посмотреть на программный код, то в нем можно увидеть различные слова, знаки, цифры. Каждый из этих элементов несет вполне конкретную смысловую наг...
4378. Основы языка Java 1.36 MB
  Основы языка Java Задание Установка Java Runtime Environment и интегрированной среды разработки Eclipse. Введите jre в поисковой системе и выберите первую сверху ссылку. Выберите Download JRE. Примите лицензионное соглашение и выбери...
4379. Язык программирования Си. Лекции 580 KB
  Язык Си создан в начале 70х годов Дэнисом Ритчи в Bell Telephone Laboratories для ОС UNIX. Предшественником Си является язык Би, созданный Кэном Томпсоном, который в свою очередь имеет корни в языке Мартина Ричардсона BCPL. В 1978 г. Брайн Керниган ...