Деформирования заготовки

Остаточные деформационные напряжения повышаются в процессе пластического деформирования вследствие различных пределов текучести компонентов. В работе [73] показано, что при растяжении компонент с более высоким пределом упругости после разгрузки останется растянутым в направлении приложения нагрузки, а более слабый компонент после разгрузки испытывает сжатие. Возникновение напряжений в процессе пластической деформации обсуждается в следующем разделе.

По мере нарастания напряжений непосредственно в вершине трещины с ее углублением возрастает и интенсивность наводо-роживания. Следовательно, при некоторой критической глубине трещины непосредственно перед ее вершиной рано или поздно должна сложиться критическая комбинация содержания водорода и механических напряжений. При таких условиях в момент наибольшего деформирования, вследствие надрыва металла, произойдет первый чисто механический скачок трещины на величинуД/м с образованием по месту скачка коррозионно-ак-тивной, уже не „частичной" а полной СОП.

Как показано в предыдущем параграфе, испытание на растяжение с высокой скоростью деформирования вследствие распространения упруго-пластической волны по длине рабочей части образца при ударном нагружении дало зависимость формы кривой нагружения от длины рабочей части. С уменьшением этой длины область максимального усилия смещается к началу нагружения; последнее может быть связано не только с неустой^ чивостью равномерного деформирования, но и с изменением закона деформирования материала в области, прилегающей к динамометру (с уменьшением длины образца степень релакса*. ции напряжений в упруго-пластической волне ниже, следовательно, уровень напряжений и скорость деформирования —> выше).

Из анализа результатов эксперимента следует, что наибольшие местные удлинения в зоне вершины надреза превышают более чем на порядок средние значения удлинений. Интересным в монографии [69] является вывод о том, что надрез приводит к уменьшению объема материала, принимающего участие в работе деформирования, вследствие чего запас работы деформации материала вблизи надреза может быть израсходован и наступит разрушение, в то время как соседние участки материала принимают только незначительное участие в работе деформации.

Примерно после 15 циклов нагружения определяющим становится эффект снижения напряжений оАЛ, обусловленный смещением циклической диаграммы деформирования вследствие релаксации напряжений на этапе выдержки. В результате циклическое упрочнение сплава существенно снижается, уменьшаются накопленные за цикл деформации ползучести (см. рис. 4.62, б) и затухают процессы накопления односторонней деформации ползучести.

упруго-пластическая деформация (участок О А), а затем развиваются во времени t деформации ползучести е. Стадия / соответствует неустановившейся ползучести, когда скорость деформации непрерывно уменьшается, стремясь к некоторой постоянной скорости, характеризующей стадию // (стадию установившейся ползучести). Стадия ///, предшествующая разрушению, характеризуется увеличением скорости деформирования вследствие уменьшения опасного сечения детали. При вязком разрушении процесс развивается при сравнительно низких температурах, больших скоростях деформирования; в опасном сечении заметны местные деформации, а излом носит внутри-кристаллитный характер. В случае хрупкого разрушения излом носит межкристаллитный характер и возникает при высоких температурах и относительно низких скоростях деформирования. В случае нестационарного температурного режима работы машины при повышении температуры при одном и том же времени до разрушения возможен переход от вязкого разрушения к хрупкому, и наоборот: вязкое разрушение сменяется хрупким при постоянной температуре эксплуатации и увеличении времени до разрушения.

Зазор между торцами головок обоих образцов, помещенных в разрезной муфте, исключает изгиб исследуемого образца, который мог бы возникнуть из-за продолжающегося его деформирования вследствие ползучести, например, в процессе прерывания на-гружения.

В работе [16] отмечается, что низкий непродолжительный отжиг полностью устраняет возникающий после предварительного растяжения эффект Баушингера, в то время как упрочнение еще сохраняется. Более глубокий отжиг приводит к тому, что уже совпадающие между собой кривые растяжения и сжатия приближаются к исходной кривой деформирования. Вследствие того, что ориентированные дефекты в большей степени неравновесны, чем дефекты дезориентированные, процесс, протекающий при большей температуре и меньшей скорости, должен приводить к меньшему значению эффекта Баушингера по сравнению с процессом, протекающим при меньшей температуре или большей скорости нагру-жения. Вообще исследования закономерностей процесса упруго-пластического деформирования материала в условиях неизотермического нагружения необходимо связывать со скор остью протекания процесса деформирования. Диапазон скоростей деформирования, определяемый современными инженерными задачами, простирается от 10~8 до 105 с"1. Верхняя граница этого интервала скоростей определяется технологическими задачами взрывной сварки, ковки, штамповки, а нижняя — относится к случаю ползучести и релаксации напряжений. Ясно, что в столь широком диапазоне изменения скоростей деформирования не может быть единой зависимости, связывающей сопротивление деформированию со скоростью. Анализ экспериментальных данных показывает, что следует различать по крайней мере две зоны влияния скорости деформирования — «статическую» и зону высоких скоростей, «динамическую» (между этими зонами может лежать зона относительно слабого влияния скорости деформирования на процесс деформирования материала). Причем влияние малых скоростей деформирования на указанный процесс (порядка 10~6—10~4 с"1) с физической точки зрения объясняется наличием реологических эффектов (ползучестью), а больших скоростей (порядка 102—104 с"1) — наличием динамических эффектов. Анализируя результаты экспериментальных работ по растяжению образцов при различных скоростях и температурах, можно сформулировать два общих свойства простейшего уравнения состояния материала [17]: а = / (ен, Т, Р), где T^(Tmin, Ггаах); Р €Е (pmin, Pmax), Pmax < Ю-1 с"1; е«е S (0, emax), еп — необратимая деформация; Р = ё(либо а) — параметр, характеризующий скорость деформирования. (В общем случае указанное «простейшее» уравнение состояния должно быть представлено функционалом Fit, о (т), е (т), Г(т)]т=0 = 0.)

Процессы возврата протекают при температурах выше (0,25 -=--4-0,30) Тпл (Тпл—абсолютная температура плавления). Высокая температура нагрева вызывает увеличенные тепловые колебания атомов, что облегчает их возврат в положение равновесия, из которого они были выведены в процессе деформирования. Вследствие этого упругие деформации, почти полностью исчезают.

Вследствие высоких температур при горячей штамповке превалируют процессы разупрочнения, при которых упругие остаточные внутренние напряжения в штамповках, полученных методом горячего деформирования, практически отсутствуют.

Примерно после 15 циклов нагружения определяющим становится .эффект снижения напряжений оАг, обусловленный смещением циклической диаграммы деформирования вследствие релаксации напряжений на этапе выдержки. В результате циклическое упрочнение сплава существенно снижается, уменьшаются накопленные за цикл деформации ползучести (см. рис. 4.62, б) и затухают процессы накопления односторонней деформации ползучести.

1. Однопереходная (вытяжка днища осуществляется в результате однократного деформирования заготовки);

2. Многопереходьая (вытяжка осуществляется последовательно в результате деформирования заготовки за несколько переходов):

Данное положение вызывает большой разброс значений температур деформирования заготовки и приводит к неоправданным затратам листового проката из-за большого припуска на механическую обработку кромок.В настоящее время при разметке круглых заготовок днищ припуск на механическую обработку кромок закладывается в пределах 2...5 % диаметра заготовок. Неточность центровки приводит также к местным утонениям стенок днища и образованию овальности диаметра днища.

Так как направление волокон зависит от характера деформирования заготовки, то в готовой детали желательно получить такое расположение волокон, при котором она имела бы наилучшие свойства. При этом общие рекомендации следующие; необходимо, чтобы наибольшие растягивающие напряжения, возникающие в деталях в процессе работы, были направлены вдоль волокон, а если какой-либо элемент этой детали работает на срез, то желательно, чтобы перерезывающие силы действовали поперек волокон; необходимо чтобы волокна подходили к наружным поверхностям детали по касательной и не перерезались наружными поверхностями детали.

При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали (или заготовки для последующего деформирования), а пробивкой —• внутренний контур (изготовление отверстий).

Характер деформирования заготовки для этих операций аналогичен рассмотренному.

Кинеметическая схема кривошипного пресса простого действия аналогична схеме кривошипного пресса для объемной штамповки (см. рис. 3.28). Пресс двойного действия для штамповки средне-и крупногабаритных деталей имеет два ползуна, внутренний (к нему крепят пуансон) и наружный (приводит в действие прижим). Внутренний ползун, как у обычного кривошипного пресса, получает возвратно-поступательное движение от коленчатого вала через шатун. Наружный ползун получает движение от кулачков, закрепленных на коленчатом валу, или системы рычагов, связанных с коленчатым валом. Кинематическая схема пресса такова, что наружный ползун обгоняет внутренний, прижимает фланец заготовки к матрице и остается неподвижным в процессе деформирования заготовки пуансоном, перемещающимся с внутренним ползуном. После окончания штамповки оба ползуна поднимаются.

Электрогидравлическую штамповку также осуществляют в бассейне с водой. Ударная волна, разгоняющая заготовку, возникает при кратковременном электрическом разряде в жидкости. Мощный искровой разряд подобен взрыву. В результате разряда в жидкости возникает ударная волна, которая, дойдя до заготовки, оказывает на нее сильное воздействие и деформирует ее по матрице. Если для полного деформирования заготовки одного импульса недостаточно, рабочий цикл может быть повторен.

Магнитомягкий сплав с высокой индукцией насыщения FeCo-2V применяется при изготовлении полюсных наконечников прецизионных магнитов. Технология изготовления полюсных наконечников оказывает большое влияние на однородность магнитного поля. Одни авторы связывают однородность поля в зазоре магнита с распределением остаточной намагниченности на лицевой поверхности наконечника {!], которая в свою очередь обусловлена режимами деформирования заготовки и последующими отжигами, другие указывают на зависимость однородности от характера кристаллической структуры [2] или же от радиального изменения магнитных свойств составных полюсных наконечников [3].

Наименование агрегата Применение Скорость деформирования заготовки в м/сек Примечание

Заготовкой служит труба с двусторонними, косыми срезами торцов, имеющая наружный диаметр несколько больший диаметра получаемого угольника. Схема деформирования заготовки при штамповке показана на рис. 3.25. Форму ручья штампа принимают близкой к естественному профилю искажения трубы, что позволяет при гибке снизить нежелательные деформации, вызывающие утонение стенок, а также изменить картину распределения напряжений. Во внутреннем полусечении труба — заготовка сохраняет профиль гибочного пуансона. При штамповке труба деформируется под действием радиальных сжимающих напряжений только в выпуклом полусечении. При малом радиусе гиба на выпуклой части гиба в поперечном и продольном сечениях образуется прямолинейный участок. Степень искажения профиля, как и при обычной гибке, зависит от величи-