Материаловедение. Барышев Г.А - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 1. Изменение структуры металла
при холодной пластической деформации:
а
– до деформации;
б
– после обжатия на 20 %;
в
– на 45 %;
г
– на 70 %
Рассмотрим холодную пластическую деформацию на примере однофазного поликристаллического металлического
сплава (рис. 1,
а
).
Процессы при холодной пластической деформации
металлов и сплавов
1. Пластическая деформация начинается в металле, когда напряжение достигает предела текучести.
При этом в некоторых зернах поликристалла
начинается движение дислокаций
по плоскостям скольжения, вдоль
которых действуют наибольшие сдвиговые напряжения (рис. 1,
б
). При увеличении нагрузки сдвиг начинается и в других
зернах, где плоскости скольжения ориентированы менее благоприятно.
2. Пластическая деформация приводит к
изменению формы зёрен
– они вытягиваются в направлении наиболее
интенсивного течения металла (рис. 1,
в
).
3. Одновременно с движением дислокаций происходит увеличение их количества, растёт искажённость
кристаллической решётки. Это всё более затрудняет скольжение дислокаций, а значит и пластическую деформацию – металл
упрочняется, а его пластичность падает.
Наклёп
– увеличение прочности материала под действием пластической деформации. Одновременно с этим растёт
электрическое сопротивление, коэрцитивная сила металла, но уменьшается его пластичность, коррозионная стойкость,
магнитная проницаемость.
Такую обработку (иначе называют –
нагартовка
) широко применяют в технике для поверхностного упрочнения деталей.
Листовой металл для штамповки часто поставляют потребителю в наклепанном состоянии.
4. При больших степенях деформации зёрна очень сильно вытягиваются (рис. 1,
г
) и металл приобретает
волокнистое
(
строчечное
)
строение
.
В исходном (отожжённом) состоянии металл был изотропен (его свойства одинаковы в разных направлениях), так как
внутри равноосных зёрен кристаллическая решётка была ориентирована в пространстве случайным образом.
В холоднодеформированном металле механические свойства вдоль направления прокатки и поперек её резко
отличаются. Причина в том, что поперёк прокатки встречается много границ зёрен, которые обычно ослаблены скоплением
вредных примесей и менее прочны.
Одновременно с изменением формы зёрен в процессе сдвига внутри них происходит поворот в пространстве
кристаллической решётки. Это приводит к формированию
текстуры деформации
– общая кристаллографическая
направленность всех зёрен в прокате. Это может быть общая плоскость кристаллической решётки (при листовой прокатке)
или одинаковое направление (при волочении проволоки). Следует отметить, что все остальные направления и плоскости
внутри разных зёрен будут произвольно ориентированы – металл остаётся поликристаллом.
Процессы при нагревании холоднодеформированного металла
Чтобы понять, где находится граница между холодной и горячей деформацией, рассмотрим, что происходит при
нагревании наклёпанного металла.
После холодной деформации в материале накоплена большая избыточная энергия: атомы смещены из своих положений
равновесия (есть остаточные внутренние напряжения), высокая плотность дислокаций, образующих сложную
а
)
б
)
в
)
г
)

Страницы