HomeСталь, сплавы › Влияние упрочнения на металлы

Влияние упрочнения на металлы

Влияние упрочнения на металлыПластическая деформация металлов в теплом и холодном состоянии сопровождается его упрочнением. С увеличением степени деформации увеличивается сопротивление деформации. Таким образом, повышаются все показатели прочности и понижаются показатели пластичности.

 

Совокупность явлений, связанных с изменением физико-механических свойств металлов при холодной (теплой) пластической деформации, называется упрочнением (наклепом). Упрочнение представляет собой важнейшую характеристику поведения металла при обработке давлением. На упрочнение при деформации влияет ряд факторов — химический состав, чистота металлов, размеры и границы зерен, тип решетки и др.

 

Опыты показывают, что металлы и сплавы с решеткой о. ц. к., как правило, упрочняются менее интенсивно, чем металлы, имеющие решетку г. ц. к.

Упрочнение обусловливается созданием в процессе пластической деформации и старения субмикронеодно-родностей кристаллического строения (измельчение блоков, увеличение углов разориентировки и др.), вызывающих повышение плотности дислокаций.

 

Наклеп вызывает рост электросопротивления чистых металлов (2-6%) и однофазных твердых растворов (10-20%)- Этот рост обусловливается упругими искажениями решетки и дислокациями, усиливающими рассеяние электронов проводимости. Наклеп также вызывает заметные изменения других физико-механических свойств металла.

 

Прочностные характеристики вольфрама весьма, сильно зависят от степени деформации. Упрочнение вольфрама вследствие наклепа сохраняется до весьма значительных температур. Когда сваренный из порошка вольфрам проковывают и протягивают в проволоку, его прочность при растяжении сильно возрастает. Сваренный штабик имеет прочность порядка 700 Мн/м2 (70 кГ/мм2), тогда как у тонкой проволоки диаметром 0,015 мм предел прочности достигает 4380 Мн/м2 (438 кГ/мм2).

 

Применяя отжиги между проходами при волочении, можно понизить прочность проволоки, однако при дальнейшем волочении прочность возрастает еще более интенсивно.

Как показано в таблице, относительное удлинение вольфрамовой проволоки при испытании на разрыв незначительно и не превышает 4,8% при диаметре проволоки 0,85 мм.

Увеличение степени деформации вызывает также рост упругих свойств вольфрама.

 

Модуль упругости с уменьшением диаметра проволоки возрастает с 350 Гн/м2 (35000 кГ/мм2) до 370 Гн/м2 (37000 кГ/мм2), а модуль сдвига возрастает с увеличением степени холодной деформации проволоки до 200 Гн/м2 (20000 кГ/мм2). Твердость вольфрама в результате деформации первоначально увеличивается, а затем изменяется незначительно.

 

Отжиг также мало влияет на изменение твердости. Например, твердость штабика вольфрама составляет около 2,5 Гн/м2 (250 кГ/мм2), а твердость кованых прутков диаметром 8 и 5 мм составляет соответственно 4,0 и 4,07 Гн/м2 (400 и 407 кГ/мм2); дальнейшая деформация до диаметра 3,5 мм и 1,8 мм повышает твердость соответственно до 4,24 и 4,88 Гн/м2 (424 и 488 кГ/мм2).

 

При упрочнении вольфрама значительно изменяется электрическое сопротивление. После обработки штабиков до максимальной плотности удельное электросопротивление увеличивается с 5,4- 10~4 до 7,0- Ю-4 ом-м. Если провести полную рекристаллизацию проволоки, то удельное электросопротивление резко падает.

 

С увеличением степени пластической деформации молибдена при обработке давлением ниже температуры рекристаллизации его прочность и твердость так же, как у вольфрама, значительно возрастают. Если прочность спеченного молибдена составляет 300-500 Мн/м2 (30- 50 кГ/мм2), то после деформации.

Как видно, при деформации до 35% предел прочности металла, прокатанного при 1650° С, примерно одинаков с пределом прочности металла, прокатанного при 1200° С. При обжатиях свыше 45% прочность молибдена, прокатанного при 1200° С, становится выше прочности металла, прокатанного при 1650° С.

 

На кривой изменения пластичности от обжатия имеется минимум при 8=30% и температуре прокатки 1200° С. Молибден, прокатанный при 1650°С, независимо от обжатия имеет при комнатной температуре низкую пластичность. При степени деформации 10% молибден пластичен при обеих температурах прокатки. При температуре испытания 980° С молибден имеет высокую пластичность при всех степенях деформации.

 

Прокатанный при 1650° С молибден обладает малой пластичностью при комнатной температуре; уменьшение диаметра проволоки и толщины листа приводит к значительному увеличению предела прочности. При уменьшении диаметра проволоки наряду с ростом предела прочности заметно снижается удлинение.

 

Наклеп влияет на температуру перехода из пластического в хрупкое состояние, но при этом существенное значение имеет чистота металла. Для относительно чистого молибдена эта температура примерно .одинакова как в наклепанном, так и в отожженном мелкозернистом металле. Однако если обработке давлением подвергнуть более загрязненный (промышленной чистоты), металл, то эффект наклепа становится весьма заметным.

 

При этом наклеп понижает температуру перехода из пластического в хрупкое состояние. В отожженном материале хрупкое межзерен-ное разрушение происходит при сравнительно высокой температуре и низком напряжении, тогда как этот материал после наклепа разрушается при значительно более низкой температуре и гораздо более высоком напряжении.

 

Наклеп крупнозернистого молибдена повышает пластичность и снижает влияние неметаллических примесей. В процессе деформаций разрушаются сплошные хрупкие пленки и образуется структура, более способная к дальнейшей пластической деформации.

 

Способность ниобия и тантала к упрочнению при пластической деформации значительно меньше по сравнению с вольфрамом и молибденом. Ниобий и тантал хорошо деформируются в холодном состоянии и допускают обжатия до 90% без разрушения.

 

По способности к ковке, штамповке, вытяжке и прокатке ниобий и тантал стоят в ряду наиболее пластичных металлов. С увеличением степени деформации повышается твердость и прочность-и резко падает относительное удлинение. Степень деформации оказывает существенное влияние на свойства металла и после отжига.

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.