Деформации и напряжения при волочении металлов

20

апреля

Новости
Деформации и напряжения при волочении металлов
Деформации и напряжения при волочении металлов


В настоящее время есть два пути, которые позволяют получать повышенную прочность в металле. Первый — это повышение плотности дислокаций посредством применения пластической деформации. В связи с этим холодную пластическую деформацию широко применяют для повышения прочности металлов и сплавов. Например, волочением патентированной проволоки достигают значений ов до 3920— 4410 Н/мм2. Второй — это увеличение прочностных свойств в металле при полном отсутствии дислокаций. Показано, что металл, имеющий минимально возможное число дислокаций, обладает прочностью, близкой к теоретической. Материалы, которые почти не имеют дислокаций, получены в лабораториях в виде однокристальных нитей (усов); они показали исключительно высокое значение прочности.

Таким образом, согласно представлениям современной теории, рассматривающей деформацию главным образом как процесс создания и движения дислокаций, прочностные и пластические свойства определяются сопротивлением этому движению или, точнее, напряжением, необходимым для движения дислокаций.

Исследования с помощью электронного микроскопа структуры углеродистой стали и дислокационных явлений позволили ученым выявить закономерности между структурой и прочностью. Эта связь для углеродистых сталей, по выражению Холла—Петча, может быть записана в следующем виде:

1. Деформации и напряжения при волочении металлов





В этой формуле под d следует понимать средний размер зерна низкоуглеродистой стали (железа) или расстояние между карбидами в стали с пластинчатым или зернистым перлитом; k и s0 — коэффициенты, постоянные для данного металла.

Из формулы вытекает, что прочностные свойства обратно пропорциональны измельченности зерна или межкарбидным расстояниям.

Установлено, что эта зависимость действительна при любом способе измельчения перлита (волочение, прокатка, термическая обработка). Границы зерен низкоуглеродистой стали или карбидные пластинки являются барьерами Для движения дислокаций.

Таким образом, и железо, и сталь можно описать одним и тем же уравнением прочности, что позволяет сделать обоснованное предположение о том, что физическая природа их прочности одинакова и различие в уровне их прочности может быть объяснено разной величиной зерна или неодинаковыми межкарбидиыми расстояниями.

Приведенное выше весьма краткое изложение основных положений теории дислокаций далеко не исчерпывает многих вопросов прочности и пластичности, разрешаемых при ее применении.

От других процессов обработки металлов давлением волочение отличается разноименной схемой главных напряжений и симметрично напряжений характеризуется высоким КПД деформации и пониженным расходом энергии. Растягивающее напряжение s1 способствует охрупчиванию металла при волочении, а максимально допустимое значение s1sт ограничивает степень деформации за проход. Сжимающие напряжения s2 и s3 вызывают внешнее трение в канале волоки. По условию пластичности при волочении сплошных круглых тел соотношение между главными напряжениями в данном случае выражается зависимостью

2. s1+s2=sт

Симметричная схема деформации способствует образованию волокнистой структуры в проволоке — определяющего фактора в формировании ее свойств. Степень деформации при волочении выражается абсолютным обжатием (обжатием по диаметру)

3. △d=d0-d;

относительным обжатием (обжатием по поперечному сечению)

4. Деформации и напряжения при волочении металлов





и коэффициентом вытяжки

5. Деформации и напряжения при волочении металлов





где d0 и d — диаметры проволоки до и после волочения;

F0 и F — соответствующие площади ее поперечного сечения.

Между относительным обжатием и вытяжкой существует связь

6. Деформации и напряжения при волочении металлов





Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.