Capitolul 3. DEFORMARE PLASTIC
3.1. deformare plastică. Efectul deformare plastică asupra proprietăților oțelurilor. Fenomenul de întărire de muncă. Lucrări de întărire influență asupra structurii și proprietăților metalelor. Mecanismele de deformare plastică.
Deformarea este o schimbare în mărimea și forma corpului sub influența sarcinii aplicate. Forța aplicată corpului, de obicei, nu perpendicular pe acesta și este direcționat la un unghi, astfel încât corpul să apară tensiuni normale și de forfecare. tensiuni normale sunt împărțite: tracțiune la (pozitiv) și la compresiune (negativ).
Prima componentă este normală eforturi de întindere care duc la ruperea casantă prin ruperea metal fără semne vizibile de deformare plastică. Componentele tangențiale cauza forfecare # 964;, ceea ce conduce la o deformare plastică se termină ruperea ductilă.
deformarea plastică a metalului este realizată prin: alunecare, înfrățire și deplasare intergranulară.
Alunecarea se produce prin deplasarea (alunecarea) a uneia din cristal în raport cu cealaltă sub acțiunea forfecare # 964; (Fig. 3.1.).
Figura 3.1. Schema de alunecare deformare plastică.
Cel mai simplu mod de a aluneca merge pe avioane, cel mai puțin dens împânzit cu atomi, așa cum este cel mai îndepărtat unul de altul, și, prin urmare, mai ușor să se deplaseze în raport cu celălalt.
Un rol important în desfășurarea jocului de alunecare - le face mai ușor să alunece (Figura 3.2).
Figura 3.2. mișcarea dislocare liniara, având ca rezultat formarea unei singure etape de schimbare pe suprafața cristalului
sub influența # 964; rupere legătura între atomii 1 și 2 în planul de alunecare, și există legătura între atomii 2 și 3. Ca rezultat, dislocarea progresează de una la distanță interatomică etc. - este un act elementar de deformare plastică. Când ieșirea dislocării cristal pe suprafața acestuia se formează o margine (pas), în perioada de un grilaj. sub influența # 964; noi avioane atomice sunt rupte și formarea de noi schimbare unitate de scara la suprafața cristalului. Prin urmare, pentru a promova dislocarea nu are nevoie să rupă legătura dintre toți atomii din planul de alunecare, rupe legaturile dintre atomii numai la dislocarea de margine. Aceasta explică faptul că puterea reală a metalului este semnificativ mai mică decât rezistența teoretică.
Sub metal tenacitate teoretic - să înțeleagă rezistența de deformare plastică a metalului și degradare, care ar trebui să fie în metal, bazat pe faptul că, în același timp, legătura dintre toți atomii din planul de alunecare. De exemplu, puterea teoretică a fierului este de 1340 kg / mm. și forța reală a fierului este de 30 kg / mm. O astfel de diferență mare se explică prin faptul că mișcarea dislocării este necesară pentru a distruge legătura dintre atomii doar la dislocările de margine, și, prin urmare, efortul ar fi nevoie de mult mai mici.
Twinning - este zerkalnoobraznoe se deplasează una în raport cu cealaltă porțiune a cristalului sub acțiunea stresului la forfecare (figura 3.3).
Ris.3.3.Shema deformare plastică de înfrățire
mișcarea Intergrain (fig. 3.4). Sub acțiunea forței de tracțiune P merge deformare în primul rând într-un bob, unde direcția alunecare ușoară coincide cu forța F. Este întinsă și astfel boabe învecinate rotit atâta timp cât direcția alunecare ușoară coincide cu P. și apoi du-te și au o deformare, etc.
Ca rezultat, după deformarea obține o structură fibroasă (fig. 3.4, b) și proprietăți mecanice în direcții diferite nu sunt aceleași. De-a lungul acțiunea forței F este o ductilitate mai mare și transversal - inferior, în timp ce puterea de # 963; contrariul se va schimba. Diferența de proprietăți mecanice de-a lungul forței (rulare) și transversal - este anizotropia proprietăților mecanice. Este posibil ca în direcția liniei de forță de până doar ușor planul de alunecare, și se numește textura deformare.
Figura 3.4. Modificările în structura din metal sub acțiunea de deformare plastică
Fenomenul de întărire de muncă. (Tulpina durificare) sub acțiunea unor schimbări de deformare plastică în structura și, prin urmare, ar trebui modificate și proprietăți (fig. 3.5).
Figura 3.5. Influența gradului de deformare asupra proprietăților mecanice ale metalului
Călire (nagortovka) - această creștere a proprietăților de rezistență datorită reducerii sub efectul de deformare plastică. Rigidizarea se datorează:
1) o creștere a densității de dislocare;
2) denaturarea rețelei cristaline;
3) zdrobirea boabelor;
4) formează o substructuri de tip plasă;
5) Creșterea densității de posturi vacante.
grad Plasticheskoydeformatsii determinat prin formula:
3.2. recoacere de recristalizare Scop. recristalizarea primară și secundară. Conceptul de gradul de deformare critică.
Efectul încălzirii asupra structurii și proprietățile metalului deformat
Dacă toată energia cheltuită pentru deformare este luată ca 100%. apoi 90% merge în căldură, în timp ce 10% rămâne în metal, adică energia Gibbs este cu 10% mai mare. Prin urmare, structura este instabilă și după deformarea la anumite condiții de temperatură, atunci când o mobilitate de difuzie a atomilor este trecerea la o structură mai stabilă de cereale - recristalizare.
Recristalizarea - un proces de difuzie și, prin urmare, este puternic dependentă de temperatură.
Atunci când este încălzit în metal sunt următoarele procese:
1) restul de metal (din spate a primului tip);
2) reciclarea celui de al doilea tip (polygonization);
3) recristalizare primară (tratament recristalizare);
4) recristalizare;
Restul metalului (din spate a primului tip). Există un punct de topire 0.2 De aproximativ. Defectele punctiforme de mobilitate (vacante și dobândesc atomi dizlocate) și scade densitatea acestor defecte. Proprietăți mecanice și structura nu se schimbă, dar unele proprietăți fizice, cum ar fi conductivitatea electrică, complet restaurată, deși nu există nici o schimbare în microstructura.
Întoarcerea doilea tip (polygonization). Se observă, la temperaturi de până la 0,3 Tm. După aproximativ. Mobilitatea dobândi dislocare. Polygonization este de numai cristale îndoite, în cazul în care există un exces de dislocații de același semn (vezi fig. 3.6, a). După deformare, dislocările sunt distribuite în mod aleatoriu, statistic. Când este încălzit, dobândesc mobilitate și aranjate în rânduri - perete (LABS), ca și în cazul în care formează un poligon (poligon - poligon) (. Figura 3.6 b). Rezultatul este o structură poligonală. Cu creșterea în continuare a temperaturii subgrains în creștere. Un polygonization avansat este etapa inițială de recristalizare.
Figura 3.6. Conducerea în polygonization metalice deformate
Primar recristalizare (recristalizare tratament). Se observă la temperaturi mai ridicate, de exemplu metalele pure (0,3. 0,4) Mp. După aproximativ. Astfel dobândi mobilitatea difuzia atomilor și există schimbări în microstructură, adică împreună cu boabele deformate alungite par echiaxiali boabe recristalizate - această temperatură pornire recristalizare Ts p. (Fig. 28).
Figura 3.7. Microstructură după deformarea (a) și recristalizare (b)
Pe măsură ce temperatura crește cantitatea de boabe echiaxiali crește și scade deformat. Temperatura atunci când dispar boabe complet deformate, numita finisare temperatura Tcr recristalizare. boabe echiaxiale au o structură cristalină perfectă și o densitate de dislocare scăzută.
Metalul deformat se produce embrioni de fază recristalizată. Ei au energia de 10% mai puțină energie și aproximativ 10% mai mare, iar aceste nuclee cresc în mod spontan cu scaderea energiei. Ca rezultat obținem, după recristalizare cu structura granule recristalizate echiaxiali (Fig. 3.7,6).
Formarea și creșterea boabelor echiaxiali cu o structură cristalină mai perfectă, înconjurat de limite înalte unghiulare, granule deformate datorită aceleiași faze se numește recristalizare primară. Nucleele pentru recristalizare sunt subgrains mai mari, cu structură cristalină mai perfectă.
Recristalizarea - un proces de difuzie și, prin urmare, este puternic dependentă de temperatură. Temperatura de pornire Recristalizarea este definit prin Tnr = # 945; Tm (temperatura în grade Kelvin), unde # 945; - un coeficient în funcție de compoziția chimică și structura, pentru metale pure, # 945; = 0,3. 0,4; pentru soluții solide # 945; = 0,5. 0.6.
Temperatura debutului recristalizare depinde de:
a) durata de recoacere. Într-un metal foarte deformat cu creșterea timpului de recoacere scade Tnr și 1 ... 2 ore și atinge valoarea constantă.
b) gradul de deformare. Odată cu creșterea Tnr sa redus.
c) prezența impurităților. Metalul mai pură sub tnr.
După recristalizare primară vom obține structura de granulație fină. După încălzirea suplimentară, aceste boabe cresc în mod spontan, mai mult sau mai puțin uniform. Limitele de cereale de suprafață, și, în consecință, energia Gibbs scade. Nivelul proprietăților mecanice după recristalizare depinde de mărimea granulelor. Odată cu creșterea temperaturii și timpului de recoacere mărimea granulelor este crescută, iar COP scade. În plus, mărimea granulelor depinde de gradul de deformare plastică. # 949; cr pentru metale diferite este de la 3 la 15%.
În timpul deformării, cu o rată de reducere mai mică # 949; CR recristalizare nu merge, deoarece gradul de reducere este de mici schimbări și vizibile în microstructura încă. Când deformarea de compresie de mai sus # 949; Cr în metalul este recristalizarea, este mai mare gradul de compresie, mai nucleatiei are loc, mărimea granulelor scade.
la # 949; cr obținem cea mai mare bob recristalizată, conducând la o fragilizare metalic ascuțit. Odată cu creșterea temperaturii de recoacere crește mobilitatea difuzia atomilor și mărimea granulelor recristalizată este crescută, și # 949; cr scade. Fig. 3.8 prezintă variația proprietăților mecanice în timpul recristalizare.
Figura 3.8. Efectul încălzirii asupra proprietăților mecanice ale metalului călit prin deformare la rece.
T1. - supraîncălzire din cauza recristalizarea. Boabe devin mai mari, și, astfel, scade dramatic duritatea;
T2 - epuizare este oxidarea la limitele granulelor, iar proprietățile mecanice se deteriorează în mod dramatic.
deformare plastică la rece se efectuează la temperaturi sub Ts p; în timp ce există întotdeauna o întărire de lucru. este necesar să se efectueze o recoacere de recristalizare pentru a calma durificarea.
deformare plastica la cald se efectuează la temperaturi peste Ts p. În cazul în care rata de deformare peste viteza de recristalizare, călirea nu complet vine off, și vice-versa.