Температурный интервал горячей обработки давлением и его связь с диаграммой состояния железо — углерод

Категория:
Ковка на молотах и прессах


Температурный интервал горячей обработки давлением и его связь с диаграммой состояния железо — углерод

Температурным интервалом горячей обработки давлением (ковки и штамповки) называют область температур, при которых металл обладает достаточной пластичностью и пониженным сопротивлением деформированию. Температурный интервал ковки углеродистых сталей может быть определен по диаграмме состояния железо—углерод. Сверху и снизу температурный интервал ограничен линиями. Верхняя линия представляет собой верхнюю границу температурного интервала. При нагреве стали выше этой границы наступает перегрев, а затем пережог. Верхняя граница температурного интервала лежит на 100—200 °С ниже линии солидуса на диаграмме состояния.

Нижняя линия представляет собой нижнюю границу температурного интервала ковки или штамповки. Если оканчивать обработку давлением ниже нижней границы температурного интервала, резко возрастает опасность появления трещин в поковках вследствие снижения пластичности и упрочнения стали, при этом значительно увеличивается необходимое для обработки усилие, возникает преждевременный износ кузнечного инструмента и штампов, вплоть до их разрушения. Нижняя граница температурного интервала для всех углеродистых сталей проходит примерно на 75—40 °С выше линии PSK.

Из совместного рассмотрения диаграммы состояния железо—углерод и нижней границы температурного интервала видно, что сталь с содержанием до 0,4% °С заканчивают ковать или штамповать при наличии в ее структуре аустенита и феррита, что приводит к небольшому наклепу металла. Наклепом называют упрочнение металла с одновременным снижением пластичности и вязкости. Наклеп легко устраняют последующей термической обработкой.

В зависимости от соотношения скоростей этих процессов можно получить в изделии либо крупно-, либо мелкозернистую структуру. Рекристаллизация способствует снятию внутренних напряжений в металле. При больших скоростях рекристаллизации металл быстро восстанавливает пластические свойства и позволяет проводить обработку давлением с большими деформациями и скоростями. В свою очередь скорость рекристаллизации зависит от температуры, при которой выполняется обработка давлением. По этим причинам нижняя граница температурного интервала обработки давлением должна обеспечивать минимально допустимую скорость рекристаллизации.

Величина зерна, получающаяся в результате обработки давлением, может существенно влиять на свойства поковок, в особенности изготовленных, например, из жаропрочных сталей аустенитного класса, не испытывающих фазовых и структурных превращений. Величину зерна стали определяют из рассмотрения объемных диаграмм рекристаллизации в зависимости от температуры нагрева и степени деформации металла.

При решении вопроса о размере зерна после горячей обработки давлением имеют в виду, что для конструкционных сталей и вообще для сталей, способных перекристаллизовываться, вопрос в значительной степени утрачивает свое значение при условии, что в дальнейшем предстоит термическая обработка поковок.

Для выявления температурного интервала ковки и штамповки легированных сталей нередко проводят испытания и строят графики изменения механических свойств в зависимости от температуры нагрева и времени выдержки при ней. В этой же целью проводят испытания на осадку, при которых в зависимости от температуры нагрева определяют степень деформации, при которой начинается разрушение образца.

При определенных степени деформации и температуре разрушение может наступить вследствие неравномерной деформации образца при осадке, приводящей к появлению значительных, достигающих по величине значений предела прочности, растягивающих напряжений на боковой поверхности образца и располагающихся при этом поперек его образующей.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум