3. Контрольні запитання
1. Що таке кристаліти?
2. Які види кристалічних решіток характерні для металів?
3. Чому реальні метали є „квазіізотропними”?
4. Пластичність це ...?
5. Перелічіть найбільш відомі механізми пластичної деформації металів.
6. Дайте визначення термінам „ковзання”, „двійникування”, „полігонізація”.
7. Що таке „система ковзання”?
8. Що таке „дислокація” в металі?
9. Пояснить, що таке „зерно граничне проковзування”?
10. За рахунок чого метал зміцнюється?
11. За рахунок чого метал знеміцнюється?
12. Як впливає температура на пластичність металів?
13 . Як впливає швидкість деформації на опір пластичній деформації?
14. Які внутрішні явища , що відбуваються в металі , зменшують опір деформації?
Лекція 4 Особливості холодної і гарячої пластичних деформацій металів
4.1. Головні визначення. Зміцнення. Наклеп.
Розрізняють 4 види деформації при обробки металів тиском :
гарячу деформацію (
);неповну гарячу деформацію (
);неповністю холодну (теплу) деформацію (
);холодну деформацію(
).
Головними є холодна та гаряча деформація металів
Гаряча
деформація
металів виконується при температурах
і швидкостях, при яких кристалізація
(
)
в повній мірі завершується під час
процесу або після нього. Розрізняють
рекристалізацію : первинну – формування
зародків нових зерен; збиральну –
вибірковий ріст нових зерен; вторинну
- інтенсивний нерівномірний ріст зерен.
Неповна
гаряча деформація металів
(
)
характеризується неповною рекристалізацією
з утворенням різних кристалічних і
некристалічних структур. Процес
недоцільний . Багато формAl-
і Mg
– сплавів
деформують у цьому режимі при малих
степенях деформації.
Неповністю холодна (тепла) деформація – рекристалізація відсутня , але відпочинок металу встигає пройти. Деякою мірою зменшується опір деформації , підвищується пластичність.
Холодна деформація. Рекристалізація і відпочинок металу відсутні. Структура металу відображає усі зміни металу, які в ньому відбулись під час деформації.
Теорією дислокацій пояснюється зміцнення при холодної деформації металів. Дислокації та інші дефекти з одного боку є рушійною силою до пластичного деформування металів, з іншого – утруднюють переміщення дислокацій і спричиняють зміцнення металу.
Штучне утворення дефектів кристалічної решітки використовується для легування металів.
Кількість дефектів решітки , таким чином, має двоений вплив на міцність металу, що ілюструється наведеним рисунком.
|
Рис.4.1. Залежність опору деформації від кількості дефектів кристалічної побудові металу: а - теоретична міцність; б - найменша міцність; в- г – кількість дефектів. |
|
|
|
Рис.4.1.а |
4.2. Холодна деформація металів
В холодному стані обробляється метал у випадках:
при прокатуванні тонких стрічок, тонких смуг при штампуванні і ін.
при волочінні дроту та холодному. Висаджуванні гайок, гвинтів та інших метизів;
при необхідності підвищення міцності наклепуванням ;
при необхідності надання спеціальних фізичних (магнітних та ін.) властивостей;
для одержання виробів підвищеної точності розмірів виробу та якості його поверхні.
При холодній обробці металів суттєво збільшуються граничні значення межі пружності, межі плину та міцності. При цьому зменшується пластичність. Форма зерен (кристалітів ) змінюється : вони подовжуються у напрямку деформації і зменшується їх перетин у поперечному напрямку.
Механічні властивості після холодної обробки металу у різних напрямках – різні, тобто метал стає механічно анізотропний.
При холодній деформації поступово змінюється орієнтація кристалічної решітки у якомусь напрямку. При степені деформації більш 50% утворюється текстура деформації.
За рахунок деформації в металі утворюються пустоти , мікротріщини – зменшується щільність і збільшується об’єм . У підсумку об’єм може збільшуватись до 0,1 ..0,25%.
При холодної деформації виділяється тепло. Нагрівання за рахунок деформації деякою мірою знижує опір деформації , підвищує пластичність і сприяє іноді фазовим перетворенням.
Для знеміцнення , та й взагалі зміни властивостей металу після його деформування , застосовують різноманітні методи термічної обробки металів при різних температурах: повернення або відпочинок, низькотемпературний відпал, рекристалізація – первинну, збиральну або вторинна). Розмір зерен у підсумку залежить від степені деформації металу та температури подальшої термічної обробки .