Влияние на пластичната деформация върху механичните показатели на металите


Категория на документа: Други


ВЛИЯНИЕ НА ПЛАСТИЧНАТА ДЕФОРМАЦИЯ ВЪРХУ МЕХАНИЧНИТЕ ПОКАЗАТЕЛИ НА МЕТАЛИТЕ

I. ТЕОРЕТИЧНИ СВЕДЕНИЯ

Пластичната деформация на металите и сплавите при подрекристализационна температура променя физико-механичните ихимичните им показатели. Явлението се нарича наклеп, механично или деформационно уякчаване и води до повишаване на съпротивителните показатели и понижаване на пластичността и податливостта. Зависимостта между показателите на метала и относителната деформация се влияе от различни вътрешни (състав, структура на метала) и външни фактори (схема на напрежението, скорост на деформацията, формата на инструмента, триенето).
Непосредствена информация за наклепа дава кривата
"напрежение-деформация" (фиг.1). Тук възходящият й характер след т. S свидетелства за механично уякчаване на метала. Ако след достигане на пластична деформация Ɛ1, разтоварим пробното тяло, при повторното му натоварване пластичната деформация ще започне при напрежение най- малко Ϭ1≤ϬS, което изразява същността на уякчаването.

Фиг.1 Диаграмата "напрежение
Деформация" Ϭ-Ɛ

Причините за деформационното заякчаване трябва да се търсят в онези фактори, които биха играли ролята на препятствие за плъзгането по съответната равнина. Препятствията по пътя на дислокациите могат да бъдат обусловени от взаимодействието с дислокации с противоположен знак, от точкови дефекти (облаци на Cottrell), от взаимодействието със съседни източници на Frank-Read или от пресичането с дислокации, разпространяващи се по друга равнина, от взаимодействието с границите на зърната; по време на пластичната деформация дислокациите се разцепват, образуват се дислокации на Frank, бариери па Lomer-Cottrell и натрупвания на разцепени дислокации пред тях и други. Количеството на всички тези препятствия расте по време на деформацията.
С трансмисионна електронна микроскопия може да се установява зависимостта между границата на провлачане и плътността на дислокациите p, дефинирана като сумарна дължина на всички дислокации в единици обем, (cm/cm3 = cm-2):
Ϭs=a0+kp1,
където k = AGb
А = 0,3/ 0,6
б0 - екстраполираната стойност на напрежението при р =0,

И така на микроравнище деформационното уякчаване на металите се обяснява с факта, че процесът на пластична деформация се реализира чрез движението на дислокации под действие на тангенциални напрежения с надкритична стойност. Количеството на дислокациите и недеформиран метал е от порядъка на 106 сш2. Тези дислокации кри движението си взаимодействат помежду си и освен това стават източници на нови дислокации .По време на пластичната деформация плътността им се увеличава до 1012 cm . Когато тяхното количество стане достатъчно голямо, те започват да се пречат взаимно при движение, което води до повишаване на критичното тангенциално напрежение. Дислокациите се видоизменят (напр. разцепват) и осъществяват взаимодействия със себеподобни и с друга дефекти на кристалната решетка, споменати по- горе. Степента на уякчаване е различна в зависимо-от типа крие пиша решетка, тъй като в рличните видове кристални решетки съществуват различен брой системи на плъзгане. От тази гледна точка е установено, че металите със СЦК- решетка се уякчаван в по-голяма степен от металите е ХПО-реш-тка. Причината е, че в СЦК-решетката приплъзването настъпва едновременно по много плоскости, които се пресичат, и това пречи понататъшното приплъзване, докато в хексагоналните решетки приплъзването се извършва основно по базисната плоскост, При механичното уякчаване кристалната решетка силно се изкривяна и концентрацията на всички дефекти се увеличава много.

На макроравнище деформационното уякчаване се свържа е раздробяване и удължаване на зърната и увеличаване на общата повърхност на обработваемото тяло, изискващи повишена повърхностна енергия, Тук трябва да се добави и скоростта на деформация Ɛ-=dƐ/di, която заедно с температурата може да интензифицира уякчването (високи Ɛ и стайни или повишени температури) или изобщо да го трансформира разуякчаване (ниска е и повишени и високи температури).

Студеното пластично деформиране на металите води до из-менение на механичните и физичните им свойства и поставя металната система а неравновесно енергийно състояние. Като следстве от уякчаването деформируемостта на металите силно се влошава, а съпротивителните нм показатели рязко се повишават; плътността, електропроводимоста и топлопроводността намаляват, а химическата активност се повишава. Всички влошени показатели могат да се възстановят чрез подходящо термично обработване, наречено рекристализационно отгряване

II. ЦЕЛ НА РАБОТАТА
1 задача. Създаване чрез валцуване на предварителна пластична деформация в плоски пробни тела от алуминиева, месингова или медна ламарина, предназначени за изпитване на опън, твърдост и изтегляемост.
III. ОПИТНА ПОСТАНОВКА
Необходима апаратура
I задача лабораторен дуо обратим валцов стан
IV. МЕТОДИЧНИ УКАЗАНИЯ
Материал: алуминиева, месингова или медна ламарина с начална дебелина а = 2,5 - 3,0 mm
Пробни тела:
-за изпитване на опън и твърдост: ширина 20 mm и дължина 200 mm;
-за изпитване на изтегляемост: ширина 70 и дължина 160 mm.

Пробните тела се маркират предварително с пореден номер. Измерва се първоначалната им дебелина а0.
Определят се предварителните стойности на пластичната деформация Ɛ В интервал от 0 до 50%, въз основа на КОИТО се изчислява дебелината а,. която пробата ще има след валцуване (деформацията е изохорна):

Получените резултати се нанасят в Табл. 2
Валцовата клетката на лабораторния стан се настройва за така изчислените стойности на а1.
Лентите се валцуват в надлъжно направление. Дебелината се уточнява с няколко пропуска (прохода) при запазване на отвора между валците. С оглед избягване на дефекта "сърповидност" при всяко следващо валцуване лентата се обръща на 180°. Дебелината се контролира след всеки проход. Получените опитни стойности за д, и съответствуващите им стойности на пластична деформация Ɛопитно се нанасят в Табл. 2.
Таблица 2
Проба №
а0
Ɛ
а1
Ɛ опитно



изчислено



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Влияние на пластичната деформация върху механичните показатели на металите 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.