- •Лекція 1 Вступ. Загальні положення та терміни у проектуванні технологічних процесів
- •1. Контрольні запитання
- •2.2. Розподіл систем за їх походженням.
- •2.3. Три задачі теорії технічних систем
- •2.4. Види зв’язків між системами
- •2.5.Технічна система ts може описуватись:
- •Приклади опису ts
- •2.6. Закономірності розвитку і еволюція
- •2.7. Загальна система перетворень
- •Модель процесу перетворення
- •2.8. Технічний процес (тр)
- •2.9. Стадії та етапи проектування технічних систем (технологій)
- •2. Контрольні запитання
- •Лекція 3 Фізичні основи пластичної формозміни металів
- •3.1. Кристалічна будова металів
- •3.2. Головні механізми пластичних деформацій
- •3. Контрольні запитання
- •Лекція 4 Особливості холодної і гарячої пластичних деформацій металів
- •4.1. Головні визначення. Зміцнення. Наклеп.
- •4.2. Холодна деформація металів
- •4.3 Гаряча обробка металів
- •4.3.2. Механізми пластичної формозміни за Бочваром а.А.
- •Четвертий (новий) механізм (Мазур в.І.)
- •4.3.3. Діаграми рекристалізації
- •4. Контрольні запитання
- •Лекція 5 Реологічні властивості металів
- •5.1. Визначення реології. Функціонал.
- •5.2. Практична реологія металів
- •5.3. Випробування розтягуванням
- •5.4. Випробування стисненням
- •5.5. Пластометрія.
- •5.6. Приклади величин швидкостей деформації металів у промисловості
- •5.7. Приклади величин температур гарячої обробки металів тиском
- •5. Контрольні запитання
- •Лекція 6
- •6.1. Терміни та визначення в теорії напружень
- •6.2. Особливі терміни і визначення в теорії пластичності
- •6. Контрольні запитання
- •7. Приклади визначення параметрів процесів прокатки інженерними методами у проектуванні технологій
- •7.2 Алгоритм і приклад розрахунку параметрів холодної прокатки жерсті
Лекція 5 Реологічні властивості металів
5.1. Визначення реології. Функціонал.
Реологія – це наука про деформації та плин різноманітних реальних тіл (рідини, пластмаси, масиви гірських пород, справина для кондитерських виробів, метали і їх сплави..)
Реологія металів і їх сплавів - розділ науки про плин , у якому вивчаються взаємозв’язки між деформаціями і напруженнями з урахуванням впливу параметрів зовнішнього середовища .
В обробці металів тиском вивчення цих зв’язків має велике значення , бо визначає один із найголовніших параметрів процесів пластичної формозміни металів – опір деформації . Залежність опору деформації від хімічного складу металу, температури обробки, степені та швидкості деформації дуже складна.
У загальному вигляді реологічне рівняння має вигляд складного функціоналу.
, (5.1)
де накопичена степінь деформації металу;
H інтенсивність швидкостей зсуву;
t температура;
закон (функція) розвитку деформації в часі;
сукупність параметрів або функція фізико-хімічної взаємодії металу з навколишнім середовищем.
5.2. Практична реологія металів
В теоретичних основах обробки металів тиском створення функціоналу типу (5.1) для реальних полікристалічних матеріалів з використанням навіть найсучасніших положень металофізики поки що неможлива. Тому, метали розглядаються не як кристалічна речовина, а як суцільне середовище (феноменологічний підхід).
У такому розгляді , як показують результати досліджень багатьох вчених, замість функціоналу (5.1) є правомірним використання функції :
(5.2)
где и ступінь і швидкість деформації відповідно, ів даному випадку не функції, а параметри.
У практиці пластичного формозміни металів залежність опору деформації , визначають в залежності від ступеня і швидкості деформацій і температури:
(5.3)
Такому спрощенню повною мірою сприяла визнана зараз гіпотеза Ленського-Іллюшина про „траєкторії деформації малої кривизни”, яка припускає, що закон розвитку деформацій у часі мало впливає на опір деформації в реальних процесах обробки металів тиском – куванні, прокатці, штампуванні, волочінні, пресуванні. Тому функцієюможна знехтувати у функціоналі (5.1) і функції (5.2)
Спрощена запис (5.2)
(5.3)
на даний час є загальноприйнятою в якості теоретичної основи для експериментального вивчення реологічних характеристик металів і сплавів.
Випробування зразків металу здійснюється на приладах – пластометрах (реометрах) пластичним стисненням, розтягуванням, крутінням.
5.3. Випробування розтягуванням
Згадаємо відомі в техніці випробування зразків матеріалів розтягуванням, на основі яких Гук запропонував закон
Н
Рис.5.1.
- початкова довжина зразка;
- кінцева довжина зразка;
- абсолютне подовження зразка;
P – сила.
За законом Гука напруження при пружній деформації тіла пропорційне відносно його деформації
(5.5)
де напруження, в МПа; Р – сила розтягування зразка; Е – модуль пружностіI роду (модуль Юнга) в МПа; відносне подовження зразка під дією сили Р.
При деформації зразки крутінням (зсувом )
, (5.6)
де дотичне напруження, Мпа;
відносний зсув (кут зсуву крутіння); модуль зсуву (модуль пружностіII роду).
При випробуванні зразка металу пластичним розтягуванням діаграма залежності має вигляд, що на рис.5.2.
Точки: А – межа пропорційності
(ОА – інтервал дії закону Гука);
- межа пружності;
В – межа пластичного плину;
() – площинка пластичного плину ;
D – межа міцності матеріалу;
() - нелінійність матеріалу пружна.
У цьому випробуванні напруження на кожній ділянці визначають відношення сили з якою розтягують зразок в кожну мить до площі його перетину
. (5.7)
Якщо сила відноситься до площі перетину зразка вихідної , то таке напруження називають у м о в н и м , „умовна межа плину”.
Але , коли величину сили , що діє в даний момент часу, відносять до змінюваної миттєвої площі перетину зразка, то використовують терміни:
„істинна межа плину”,
„істинне напруження плину ”,
Зразок металу, який піддається випробуванню може деформуватися
о д н о р і д н о і н е о д н о р і д н о.
Однорідною деформацією називають таку зміну форми тіла, при якій люба площа перетину змінюється однаково в усі проміжки часу дії деформуючої сили. При цьому сила може змінюватись у часі.
Порушення наведеної умови призводить до неоднорідності деформації . Найпростішим прикладом неоднорідності деформації є розтягування зразка з формуванням шийки на ньому.