Презентация - Загиров Н.Н., Иванов Е.В. Механика сплошных сред. Теория обработки металлов давлением

Подождите немного. Документ загружается.

Известно, что нарушения Известно, что нарушения сплошностисплошностив виде в виде

микропор и микротрещин возникают уже в начале микропор и микротрещин возникают уже в начале

пластической деформации. По мере развития пластической деформации. По мере развития

деформации деформации микронарушениямикронарушенияумножаются по числу умножаются по числу

и увеличиваются по размеру. К моменту исчерпания и увеличиваются по размеру. К моменту исчерпания

металлом способности деформироваться металлом способности деформироваться

микротрещины достигают такого размера, что микротрещины достигают такого размера, что

образец разделяется на части образец разделяется на части –– наступает наступает

разрушение. При этом пластические деформации разрушение. При этом пластические деформации

макрообразцамакрообразцаобычно невелики по сравнению с обычно невелики по сравнению с

деформациями на предыдущей стадии, поэтому деформациями на предыдущей стадии, поэтому

фиксирование деформации к моменту разрушения фиксирование деформации к моменту разрушения

не представляет особого труда.не представляет особого труда.

Пластичностью называют способность металла Пластичностью называют способность металла

деформироваться при тех или иных значениях деформироваться при тех или иных значениях

термомеханических параметров без разрушения в термомеханических параметров без разрушения в

виде макроскопического нарушения виде макроскопического нарушения сплошностисплошности..

Термомеханическими параметрами называют Термомеханическими параметрами называют

величины, определяющие термические и величины, определяющие термические и

механические условия протекания пластической механические условия протекания пластической

деформации. К числу таких параметров относят, в деформации. К числу таких параметров относят, в

частности, температуру, составляющие тензоров частности, температуру, составляющие тензоров

напряжения и скорости деформации.напряжения и скорости деформации.

Мерой пластичности служит степень деформации Мерой пластичности служит степень деформации

сдвига, накопленная металлом к моменту сдвига, накопленная металлом к моменту

разрушения разрушения λλ

РР

Из курса по теории пластичности известно, Из курса по теории пластичности известно,

что степенью деформации сдвига что степенью деформации сдвига λλ называют называют

всю пластическую деформацию, накопленную всю пластическую деформацию, накопленную

частицей материала в течение отрезка частицей материала в течение отрезка

времени времени 00 ≤≤ττ≤≤tt. Ее подсчитывают вдоль . Ее подсчитывают вдоль

траектории движения частицы по формулетраектории движения частицы по формуле

∫

=λ

Кроме понятия «пластичность», в теории ОМД Кроме понятия «пластичность», в теории ОМД

используется понятие «используется понятие «деформируемостьдеформируемость», т.е. », т.е.

способность тела в целом изменять свою форму без способность тела в целом изменять свою форму без

макроскопического разрушения. Для решения макроскопического разрушения. Для решения

вопроса о вопроса о деформируемостидеформируемостиследует проверить следует проверить

возможность разрушения металла в наиболее возможность разрушения металла в наиболее

опасных местах изделия.опасных местах изделия.

Основными факторами, влияющими на Основными факторами, влияющими на

пластичность металлов при обработке давлением, пластичность металлов при обработке давлением,

являются: состав и структура деформируемого являются: состав и структура деформируемого

металла; схема напряженного состояния; металла; схема напряженного состояния;

неравномерность деформации; температура неравномерность деформации; температура

деформации; скорость деформации; степень деформации; скорость деформации; степень

деформации; режим термической обработки.деформации; режим термической обработки.

Рассмотрим подробнее влияние каждого из них.Рассмотрим подробнее влияние каждого из них.

Обычно чем чище металл, тем выше его Обычно чем чище металл, тем выше его

пластичность. Однако в чистом виде металлы для пластичность. Однако в чистом виде металлы для

получения изделий почти не используются изполучения изделий почти не используются из--за за

невысоких прочностных свойств. невысоких прочностных свойств.

Хром, никель, марганец, молибден, вольфрам и Хром, никель, марганец, молибден, вольфрам и

другие элементы, входящие в состав сталей и другие элементы, входящие в состав сталей и

сплавов в качестве легирующих, на пластичность сплавов в качестве легирующих, на пластичность

влияют повлияют по--разному. Решающее значение имеет разному. Решающее значение имеет

количество этих элементов, их соотношение и т.д.количество этих элементов, их соотношение и т.д.

Более сильное влияние на пластичность Более сильное влияние на пластичность

металлов и сплавов оказывают компоненты, металлов и сплавов оказывают компоненты,

входящие в их состав как примеси. Это такие входящие в их состав как примеси. Это такие

элементы, как олово, сурьма, свинец, сера, элементы, как олово, сурьма, свинец, сера,

мышьяк, фосфор, а также газы: водород мышьяк, фосфор, а также газы: водород

(гидриды), азот (нитриды), кислород (оксиды) и (гидриды), азот (нитриды), кислород (оксиды) и

др. Они практически не растворяются в металлах др. Они практически не растворяются в металлах

и поэтому, располагаясь по границам зерен, и поэтому, располагаясь по границам зерен,

ослабляют связь между ними. Температура ослабляют связь между ними. Температура

плавления этих элементов и их соединений плавления этих элементов и их соединений

достаточно низкая, что при горячей деформации достаточно низкая, что при горячей деформации

может привести к почти полной потере может привести к почти полной потере

пластичности.пластичности.

Неоднородная структура снижает Неоднородная структура снижает

пластичность. При одинаковом химическом пластичность. При одинаковом химическом

составе однофазный сплав пластичнее составе однофазный сплав пластичнее

двухфазного, т.к. в последнем фазы имеют двухфазного, т.к. в последнем фазы имеют

разные механические свойства и деформация разные механические свойства и деформация

протекает неравномерно. протекает неравномерно.

Мелкозернистый материал пластичнее Мелкозернистый материал пластичнее

крупнозернистого, а деформированная крупнозернистого, а деформированная

заготовка пластичнее слитка, т.к. литая заготовка пластичнее слитка, т.к. литая

структура имеет резкую неоднородность структура имеет резкую неоднородность

зерен, включения и другие дефекты.зерен, включения и другие дефекты.

В общем случае под схемой напряженного состояния В общем случае под схемой напряженного состояния

понимают графическое представление о наличии и понимают графическое представление о наличии и

знаке главных нормальных напряжений, знаке главных нормальных напряжений,

составляющих тензор напряжениясоставляющих тензор напряжения













Напомним, что нормальное напряжение считается

положительным, если стремится вызвать растяжение

тела, и отрицательным – если сжатие. При

назначении индексов у главных нормальных

напряжений используется правило: σ

≥σ

В теории ОМД обычно используют два основных В теории ОМД обычно используют два основных

показателя напряженного состояния:показателя напряженного состояния:

11. показатель схемы напряженного состояния. показатель схемы напряженного состояния

22. показатель формы . показатель формы девиаторадевиаторанапряжений напряжений

или коэффициент или коэффициент ЛодеЛоде::

3311

3322

−

σ−σ

⋅=µ

Подсчитаем, чему равны показатели Подсчитаем, чему равны показатели kk и и µµ

σσ

в в

простейших испытаниях на растяжение, сжатие и простейших испытаниях на растяжение, сжатие и

кручение.кручение.

При одноосном растяжении При одноосном растяжении σσ

11 11

= = σσ

; ; σσ

22 22

= = σσ

33 33

= = 00, ,

тогдатогда

, , µ

= – 1.

580

≈=

При одноосном сжатии При одноосном сжатии σσ

11 11

= = σσ

22 22

= 0; = 0; σσ

33 33

= = –– σσ

, ,

тогдатогда

, , µ

= – 1.

−=k