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

Подождите немного. Документ загружается.

При кручении (чистом сдвиге) При кручении (чистом сдвиге) σσ

11 11

= = ττ

; ; σσ

22 22

= = 00;;

σσ

33 33

= = –– ττ

, тогда, тогда

kk = = 00; ; µµ

σσ

= = 00..

Установлено, что при обработке давлением не Установлено, что при обработке давлением не

существует металлов и сплавов, обладающих существует металлов и сплавов, обладающих

неизменными свойствами, а есть хрупкое неизменными свойствами, а есть хрупкое

и пластичное состояние, определяемое и пластичное состояние, определяемое

условиями условиями нагружениянагруженияпри деформировании. при деформировании.

При этом чем ярче выражены в схеме При этом чем ярче выражены в схеме

напряженного состояния сжимающие напряженного состояния сжимающие

напряжения, тем выше пластичность напряжения, тем выше пластичность

обрабатываемого металла.обрабатываемого металла.

Наиболее благоприятной для проявления Наиболее благоприятной для проявления

пластических свойств является схема пластических свойств является схема

всестороннего сжатия, используемая при всестороннего сжатия, используемая при

обработке обработке малопластичныхмалопластичныхи порошковых и порошковых

материалов. Появление в схеме растягивающих материалов. Появление в схеме растягивающих

напряжений снижает пластичность, и самой напряжений снижает пластичность, и самой

низкой пластичностью характеризуется схема низкой пластичностью характеризуется схема

всестороннего растяжения, которая в реальных всестороннего растяжения, которая в реальных

процессах обработки давлением практически не процессах обработки давлением практически не

встречается. Более подробно влияние схемы встречается. Более подробно влияние схемы

напряженного состояния на пластичность напряженного состояния на пластичность

металлов будет рассмотрено отдельно.металлов будет рассмотрено отдельно.

Влияние на пластичность: Влияние на пластичность:

неравномерности деформации, неравномерности деформации,

температуры обработки, скорости температуры обработки, скорости

деформации, степени деформации, деформации, степени деформации,

режима термической обработки.режима термической обработки.

Основными причинами, вызывающими неравномерное Основными причинами, вызывающими неравномерное

распределение напряжений и деформации в распределение напряжений и деформации в

обрабатываемом теле, можно считать несоответствие обрабатываемом теле, можно считать несоответствие

конфигурации инструмента форме исходной заготовки, конфигурации инструмента форме исходной заготовки,

контактное трение, неоднородность физических свойств контактное трение, неоднородность физических свойств

деформируемого тела.деформируемого тела.

В большинстве процессов обработки давлением форма В большинстве процессов обработки давлением форма

заготовки (слитка) отличается от формы изделия, заготовки (слитка) отличается от формы изделия,

определяемой формой инструмента. Обычно форма определяемой формой инструмента. Обычно форма

заготовки проще формы изделия, что и приводит к заготовки проще формы изделия, что и приводит к

неодинаковому обжатию отдельных частей заготовки, неодинаковому обжатию отдельных частей заготовки,

т.е. к неравномерной деформации. Так, при штамповке т.е. к неравномерной деформации. Так, при штамповке

форма штампа и поковки отличается от формы форма штампа и поковки отличается от формы

заготовки; при прокатке фасонных профилей форма заготовки; при прокатке фасонных профилей форма

калибров обычно отличается от формы заготовки.калибров обычно отличается от формы заготовки.

Контактное трение затрудняет скольжение Контактное трение затрудняет скольжение

деформируемого тела по инструменту. деформируемого тела по инструменту.

Действие его распространяется неодинаково по Действие его распространяется неодинаково по

объему тела, наиболее сильно проявляется объему тела, наиболее сильно проявляется

вблизи контакта с инструментом и уменьшается вблизи контакта с инструментом и уменьшается

по мере удаления от контакта, что приводит к по мере удаления от контакта, что приводит к

неравномерности деформации. Примером неравномерности деформации. Примером

может служить осадка цилиндрической может служить осадка цилиндрической

заготовки в условиях максимального трения на заготовки в условиях максимального трения на

контакте. В этом случае подпирающее действие контакте. В этом случае подпирающее действие

сил трения, затрудняющее деформацию, будет сил трения, затрудняющее деформацию, будет

наиболее сильным в центре. наиболее сильным в центре.

По мере удаления от центра по оси образца и По мере удаления от центра по оси образца и

по радиусу к периферии напряжения трения по радиусу к периферии напряжения трения

уменьшаются, а условия деформации уменьшаются, а условия деформации

облегчаются. В результате этого вблизи облегчаются. В результате этого вблизи

контактной поверхности образуется зона контактной поверхности образуется зона

затрудненной деформации, затрудненной деформации,

распространяющаяся на некоторую глубину и распространяющаяся на некоторую глубину и

приближающаяся по форме к конусу. В зоне приближающаяся по форме к конусу. В зоне

затрудненной деформации пластическая затрудненной деформации пластическая

деформация меньше, чем в остальном объеме.деформация меньше, чем в остальном объеме.

Неоднородность свойств может быть зональной Неоднородность свойств может быть зональной

(макроскопической), когда свойства одной части (макроскопической), когда свойства одной части

тела отличаются от другой, например, когда слиток тела отличаются от другой, например, когда слиток

(заготовка) нагрет неравномерно по сечению или (заготовка) нагрет неравномерно по сечению или

деформируемое тело составлено из разных по деформируемое тело составлено из разных по

свойствам металлов (биметалл), и может быть свойствам металлов (биметалл), и может быть

микроскопической, обусловленной микроскопической, обусловленной

неоднородностью или анизотропией свойств. неоднородностью или анизотропией свойств.

Допустим, что заготовка неравномерно нагрета так, Допустим, что заготовка неравномерно нагрета так,

что наружные слои имеют более высокую что наружные слои имеют более высокую

температуру. Эти слои, как более мягкие, температуру. Эти слои, как более мягкие,

деформируются в большей степени, чем внутренние деформируются в большей степени, чем внутренние

холодные, что приводит к неравномерности холодные, что приводит к неравномерности

деформации.деформации.

Во всех рассмотренных случаях неравномерность Во всех рассмотренных случаях неравномерность

деформации проявлялась в пределах больших деформации проявлялась в пределах больших

участков (зон) деформируемого тела. В результате участков (зон) деформируемого тела. В результате

этого в теле возникают взаимно уравновешенные этого в теле возникают взаимно уравновешенные

дополнительные напряжения, которые не дополнительные напряжения, которые не

учитываются схемой напряженного состояния, учитываются схемой напряженного состояния,

вызываемого непосредственно воздействием вызываемого непосредственно воздействием

внешних сил. Дополнительные напряжения могут внешних сил. Дополнительные напряжения могут

при определенных условиях обработки изменять при определенных условиях обработки изменять

схему напряженного состояния, тем самым влияя на схему напряженного состояния, тем самым влияя на

пластичность. Поэтому, например, при общей схеме пластичность. Поэтому, например, при общей схеме

всестороннего сжатия возможно появление в всестороннего сжатия возможно появление в

некоторых участках тела растягивающих некоторых участках тела растягивающих

напряжений, что приведет к более раннему его напряжений, что приведет к более раннему его

разрушению, чем прогнозируется.разрушению, чем прогнозируется.

При температурах обработки, близких к При температурах обработки, близких к

комнатной, металл имеет минимальную комнатной, металл имеет минимальную

пластичность изпластичность из--за низкой тепловой за низкой тепловой

подвижности атомов. подвижности атомов.

С другой стороны, при температурах, С другой стороны, при температурах,

несколько меньших температуры плавления, несколько меньших температуры плавления,

наблюдается резкое снижение пластичности, наблюдается резкое снижение пластичности,

являющееся результатом значительного роста являющееся результатом значительного роста

зерен и последующего пережога (окисления зерен и последующего пережога (окисления

границ зерен).границ зерен).