Файл: Какуевицкий В.А. Восстановление деталей автомобиля методом давления.pdf

В табл. 1 приводятся температурные интервалы, которые при­ нимаются при горячей обработке металлов давлением [12].

Влияние химического состава. Углерод оказывает существенное

влияние на пластичность и механические свойства стали. С увели­ чением углерода в стали повышаются предел прочности и предел текучести и одновременно снижаются относительное удлинение и относительное сужение поперечного сечения. Наибольшей пластич­ ностью обладают малоуглеродистые стали.

Марганец в пределах от 0 до 1,5% несколько понижает пластич-

. ность стали и одновременно повышает сопротивление пластиче­

скому деформированию.

Кремний оказывает более сильное влияние на механические свойства стали, чем марганец. С увеличением содержания кремния

сопротивление стали деформированию при всех температурах воз­

растает.

Никель увеличивает сопротивление деформированию и повы­ шает твердость и ударную вязкость. Особенно велико влияние ни­ келя в среднеуглеродистых сталях при температурах выше 1000°.

Хром повышает сопротивление деформированию стали, причем это влияние проявляется тем больше, чем выше содержание в ста­ ли углерода.

Ванадий увеличивает пластичность стали и уменьшает ее со­ противление деформированию при температурах выше 1000°.

Молибден и вольфрам повышают сопротивление деформирова­ нию,, почти не изменяя пластических свойств стали.

8

Относительное влияние всех перечисленных элементов на пла­

стичность и механические свойства стали меньше, чем влияние угле­ рода. Так, например, если увеличение углерода на 0,1% в стали при ее холодном деформировании увеличивает предел прочности на 6—8 кг1мм2, то такое же повышение содержания наиболее силь:

но легирующего элемента — молибдена — увеличивает предел

прочности на 3—4 кг/мм2.

Влияние величины зерна. Металлы, имеющие мелкозернистую структуру и обладающие более высокими показателями прочности,

при холодном деформировании проявляют пониженную пластич­ ность по сравнению с крупнозернистыми металлами.

Влияние величины зерна на пластичность и сопротивление де­

формированию при горячей обработке, как показывают опыты,

крайне незначительно.

Влияние скорости деформации. Увеличение скорости деформа­ ции влечет за собой понижение пластических свойств металла. Однако это влияние проявляется по-разному в зависимости от

температурного режима деформации. При холодной деформации влияние скорости на сопротивляемость металла пластическому де­ формированию не велико. При низких температурах с увеличением скорости деформации тепло, выделяемое в момент удара, не успе­ вает рассеяться в окружающую среду и нагревает деформируемый предмет, вследствие чего сопротивление деформации металла по­ нижается. Установлено, что при прочих равных условиях этот теп­

ловой эффект с увеличением температуры деформации понижает­ ся, так как при горячей обработке сопротивление деформированию значительно ниже, чем при холодной, в связи с чем затрачиваемая

работа на деформацию и количество тепла, нагревающее металл,

в этом случае оказываются меньшими.

Наибольшее влияние скорости деформации проявляется в об­ ласти переходных температур, т. е. в области перехода от холод­ ного к горячему деформированию, когда процессы разупрочнения еще не закончились.

Влияние остаточных напряжений. Остаточные (внутренние) на­

пряжения в металле при его деформировании могут возникнуть вследствие неравномерной деформации отдельных участков, неод­ нородного строения металла, неравномерного нагрева и охлажде­ ния различных его частей. Остаточные напряжения оказывают значительное влияние на механические свойства металла детали, особенно при действии знакопеременных нагрузок. В процессе ра­ боты детали остаточные напряжения, алгебраически суммируясь с напряжениями, вызванными действием внешних^нагрузок, увели­ чивают или уменьшают суммарные напряжения и тем самым сни­ жают либо повышают запас прочности детали.

Влияние схемы напряженного состояния. Вид схемы напряжен­

ного состояния в значительной мере влияет на пластические свой­ ства металла. Установлено, что в наибольшей мере пластичность металла проявляется при схеме, соответствующей всестороннему напряженному состоянию сжатия. Как установлено исследования­

9

ми [11], при такой гхеме напряженного состояния даже закален­ ные до высокой твердости стали обладают сравнительно высокой пластичностью.

Исходя из сказанного выше, можно коротко обобщить основные положения теории пластической деформации, применяемые ' при обработке металлов давлением.

1.Пластические свойства металла зависят от его структуры и

химического состава.

2.С увеличением температуры нагрева пластические свойства металла повышаются.

3.Увеличение скорости деформации вызывает понижение пла­ стических свойств металла. Однако с увеличением скорости де­

формации увеличивается тепловой эффект, что приводит к повы­ шению температуры детали и уменьшению сопротивления дефор­ мированию, особенно при холодной деформации. Повышение ско­ рости деформирования в пределах переходных температур оказы­ вает особенно сильное влияние на пластические свойства металла.

4.Пластические свойства металла проявляются в наибольшей степени при механической схеме деформации всестороннего сжатия.

Технологический процесс восстановления деталей давлением,

сохраняя много общего с технологией ковки и штамповки, в то же время имеет принципиальное отличие от указанных процессов по­

лучения заготовок.

При ковке и штамповке обрабатывается исходный материал, при ремонте методом давления—деталь, имеющая точные размеры, специфическую конструкцию, определенную структуру с требуе­ мыми физико-механическими свойствами.

Необходимая величина деформации при восстановлении дета­ лей методом давления во много раз меньше, чем при обработке

заготовок (ковке, штамповке). При обработке заготовок давле­ нием деформации подвергается почти весь объем металла, в то время как при восстановлении деталей чаще всего имеет место местная деформация. После восстановления формы и размеров детали давлением, как правило, выполняются только завершающие операции механической обработки, а не весь комплекс обработки, как после ковки.

II. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДАВЛЕНИЕМ

В настоящее время при восстановлении деталей методом дав­

ления применяют различные его виды, однако все их многообра­ зие может быть объединено в несколько групп, если в основу классификации положить направление внешней действующей силы

инаправление требуемой деформации [3].

Кчислу наиболее распространенных видов восстановления де­ талей давлением относятся: раздача, осадка, обжатие, вдавлива­ ние, правка, накатка.

10