Файл: Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих].pdf

друг к другу. Станы косой прокатки используются при производстве труб (для прошивки слитка или заготовки в гильзу).

Волочение заключается в протягивании ранее про­ катанного изделия («атанки, труб, прутков) через воло­ ки из твердых сплавов, инструментальных сталей и ал­ маза. Заостренный конец прутка захватывается клеща­ ми, установленными в каретке, при помощи которых осуществляется волочение.

Прессование — это способ получения изделий выдав­ ливанием металла через отверстие (матрицу). Его ис­ пользуют главным образом в цветной металлургии и авиационной промышленности, где получают фасонные профили из труднодеформируемых и низкопластичны.х сплавов на основе алюминия и титана.

Среди всех видов обработки давлением особое место занимает прокатка — этим способом производят изде­ лия, пригодные для непосредственного использоваия в строительстве, машиностроении и других отраслях про­ мышленности. Высокая производительность процессов, сравнительно низкая их энергоемкость, незначительные потери металла — отличительные черты прокатки.

2. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Под действием внешних сил металл претерпевает деформацию и меняет свою форму. В деформации участвуют также и внутренние силы — они уравновеши­ вают внешние. Интенсивность внутренних сил называют напряжением. Величина напряжения равна отношению силы к площади поперечного сечения, на которую она действует

стремится разрушить металл путем отрыва, а касатель­

крайних значений, а касательные равны нулю. Эти пло­

9

щадки называются главными и напряж ения на них глав ­ ными (рИС. 3 ) . ПрИНЯТО, ЧТО О і> С Т 2 > 0 з.

Различают деформации упругую и пластическую Деформацию называют упруг ой , если после прекра­ щения действия вызвавших ее сил тело вновь приобре-

п л а с т и ч е с к о й .

Тело, испытывающее пластическую деформацию, после снятия нагрузки не принимает первоначальной формы и не восстанавливает размеров, но не утрачи­ вает полностью своих упругих свойств. Остаточной (пластической) деформации всегда предшествует упру­

происходит разрушение тела.

Известно, что при растяжении остаточные деформа­ ции получаются при достижении предела текучести материала. Иными словами, пластическая деформация при растяжении наступает тогда, когда напряжение достигает предела текучести материала в данном состоя­ нии (т. е. при определенной температуре, скорости де­ формации и т. д.).

Каждый вид пластической деформации характери­

10

Металлы и их сплавы, подвергаемые пластической деформации, в твердом состоянии имеют кристалличес­ кое строение и упорядоченное расположение атомов в объеме. Условно строение кристаллов можно предста­ вить в виде элементарной ячейки. К числу наиболее распространенных поликристаллических ячеек относятся кубическая объемноцентрированная, кубическая гране­ центрированная и гексагональная (рис. 6). Совокуп-

рова.ниая кубическая; в — геюсаігональнап

12

ность элементарных ячеек образует в пространстве кри­ сталлическую решетку.

Плотность расположения атомов в различных плос­ костях и направлениях в кристаллической решетке не­ одинакова, поэтому в разных плоскостях один и тот же кристалл может иметь различные свойства. Такая раз­ ница в свойствах металла называется анизотропией свойств.

Металлическое вещество состоит из кристаллов неправильной формы, которые называются зернами, или кристаллитами. Неправильная форма зерен при геометрически правильной форме кристаллических ре­ шеток обусловлена тем, что процесс затвердевания жид­ кого металла идет одновременно в большом количестве центров кристаллизации. Столкновение растущих крис­ таллов препятствует их росту и образованию правиль­ ной формы.

Вметалле кристаллиты ориентированы различно. Хотя 'каждый отдельный кристаллит является анизо­ тропным, но вследствие хаотического расположения кристаллитов, составляющих кусок металла, последний получает по всем направлениям приблизительно одина­ ковые свойства.

Внастоящее время установлено, что пространствен­ ная решетка кристаллита не является идеальной по своему строению. В ряде участков она имеет искажения

в результате, например, смещения группы атомов с мест устойчивого равновесия. Ѳти несовершенства крис-

Рюс. 7. Механизм .пластической деформации: а — околыжение; б — двойншкавание

13

таллических решеток называются дислокациями. Нали­ чие дислокаций оказывает большое влияние на проч­ ность металла, значительно снижая его сопротивление сдвигу.

Скольжение начинается тогда, когда значение сдвигаю­ щего усилия достигает вполне оп­ ределенной величины, которая называется критическим скалы­ вающим напряжением при .сдви­ ге и обозначается т8. Эта величи­ на зависит от температуры, скорости деформации и других условий.

Для осуществления пластиче­ ской деформации к телу прикла­ дывается внешняя сила, обычно направленная нормально к по­ верхности деформируемого тела. Нормальная сила в поликристал* лическоім теле вызывает каса­ тельные напряжения, под воз­

действием которых происходят сдвиги по плоскостям скольжения (рис. 8). Чтобы выяснить направление этих сдвигов, определим направления, по которым возникают

Напряжение в направлении действия силы Р в сече­ нии AB будет равно:

14