Обробка металів тиском.

Базується на властивості металів остаточно змінювати свою форму без руйнування під дією зовнішніх сил, що спричиняють у металі напруження, які перевищують межу текучості, і зберігати цю форму після закінчення їх дії. Це – прогресивний, економічний і високопродуктивний спосіб обробки металів. Обробці тиском підлягають приблизно 90% усіх виплавляємих сталей і 55% кольорових металів і сплавів.

Основні процеси обробки: прокатування, волочіння, пресування, кування, об'ємне і листове штампування.

Фізична сутність пластичної деформації.

Напруження, що виникають в металевому стрижні під дією розтягуючої сили.

Схеми пластичної деформації кристаліту:

а-ковзання; б-двійкування

Напруження, що виникають у площині I-I, перпендикулярні діючій силі Р. Напруження, що виникає у цій площині:

σ=	Р
	F

Проведемо площину II-II під кутом α до площини I-I і розкладемо діючу силу на її складові відносно площини ІІ-ІІ.

Нормальна складова N=P cos α, дотична складова T=P sin α.

Величина площини ІІ-ІІ F_α=F/cos α.

Визначимо нормальне і дотичне (зсуваюче) напруження на площині ІІ-ІІ:

З останнього видно, що максимальне зсуваючи напруження завжди виникає на площинах, розташованих під кутом 45⁰ до осі стрижня, тобто τ_max= σ/2.

Під дією зсуваю чого напруження пластична деформація може відбуватися шляхом або ковзання, або двійкування.

Площини ковзання-це площини з найбільш щільною упаковкою атомів, а напрям ковзання-це напрями, по яким міжатомна відстань мінімальна. Кількість таких площин і напрямків визначається природою металу і чим їх більше, тим метал пластичніший.

Двійкування – обертання частини кристалу відносно площини двій кування у положення дзеркального відображення. Двій кування частіше за все спостерігається при зниженій температурі обробки і динамічному (ударному) деформуванні металів з гексагональною граткою.

Розрізняють деформацію внутрішньо кристалічну (всередині зерен) і міжкристалічну, що відбувається по кордонам зерен. Зерна мають різну орієнтацію і деформування кожного зерна обмежене впливом сусідніх зерен. Спочатку деформації починаються в окремих зернах, площини зсувів яких співпадають з напрямком максимальних зсувних (дотичних) напружень. У кожному зерні ковзання відбувається послідовно. Одночасно відбувається поворот і ковзання нових зерен у положення, сприятне для деформування, і зерна подовжуються. При великих деформаціях зерна подовжуються настільки, що нагадують волокна, таку структуру деформованого металу наз. волокнистою. При подальшій термічній обробці таку структуру змінити неможливо. Результатом виникнення такої структури є анізотропія (механічні властивості металу повздовж і впоперек волокон неоднакові. Це необхідно враховувати при проектуванні і виготовленні деталей. При обробці різанням небажано перерізати волокна, тому що це знижує міцність металу.

З подальшим зростанням навантаження і зростанням дотичних напружень пластична деформація розповсюджується і на інші зерна, площини ковзання яких не орієнтовані під кутом 45⁰ до діючого зусилля.

Внаслідок пластичного деформування у холодному стані механічні і фізико-хімічні властивості металу змінюються: твердість, міцність і крихкість збільшуються, а пластичність, в'язкість, щільність, корозійна стійкість і електропровідність зменшуються. Ця зміна якостей, пов'язана з деформуванням у холодному стані, має назву наклеп.