Структура и свойства пресс-изделий

При разработке технологического процессасса прессования задача технолога состоит в том, чтобы получить не только заданную форму и размеры, но и требуемую структуру а, также механические свойства пресс-изделий. Структура пресс-изделий характеризуется величиной зерен, их формой и степенью неоднородности. Неоднородность- это различие зерен по величине в поперечных и продольных сечениях. Желательно иметь мелкозернистую структуру по всему объему пресс-изделия. Величина зерен зависит от условий прессования. С увеличением степени деформации зерно уменьшается в размере. С увеличением температуры зерно, наоборот, растет. Повышение температуры значительно сильнее влияет на рост зерна, чем понижение степени деформации. Так как при прессовании температурное поле слитка неравномерно, а деформации по объему слитка неодинаковы, то и структура пресс-изделий неоднородна.

В соответствии с деформированным состоянием величина зерен уменьшается от центральных слоев пресс-изделия к периферийным и от переднего его конца к заднему.

Разновидностью неоднородности структуры является крупно-кристаллический ободок. Основная причина образования чрезвычайно большие местные деформации поверхностных слоев пресс-изделия.В последующем, во время нагрева перед закалкой или под действием повышенной температуры при прессовании с последующим медленном охлаждении в этих слоях происходит интенсивная собирательная рекристаллизация (рис.27)

Рис. 27 Крупнокристаллический ободок на прессизделии

Толщина ободка б увеличивается от переднего конца к хвостовой части пресс-изделия. Так как прочность и пластические характеристики ободка снижены, то его иногда стачивают.

Механические свойства пресс-изделий

При неравномерности структуры пресс-изделий механические свойства их также неравномерны. Характеристики прочности металла пределы прочности и текучески Gв, Gт повышаются от центра изделия к его периферии и от переднего конца к зажнему. Характеристики пластичности относит. удл., сужения и вязкость б, Ψ, ак, наоборот, уменьшаются от центра пресс-изделия к периферии и от переднего конца к заднему. Механические свойства в поперечном направлении ниже, чем в продольном, такая неравномерность механических свойств является существенным недостатком процесса прессования. Неравномерность свойств по сечению может быть значительно снижена применением высоких сстепеной деформации более 92%.

Рис.28 Неравномерность механических свойств по длине прессизделия

Пресс-эффект

Пресс- эффект заключается в том, что в продольном направлении пресс-изделий обладает повышенной прочностью по сравнению с прочностью и пластичностью изделий, полученных другими способами ОМД при одинаковых условиях термической обработки (закалка+ старение). Этот эффект свойственен только пресс-изделиям из алюминевых сплавов.

Рис. 29 Влияние пресс-эффекта на механические свойства

Основная причина повышения прочности заключается в том, что температура рекристаллизации упрочняемых алюминевых сплавов, подвергнутых прессованию, больше температуры нагрева под закалку. В этом случае пресс-изделия после окончательной термообработки имеют нерекристаллизованную структуру, что и обуславливает его повышенную прочность. Возникновению пресс-эффекта способствует наличие в сплавах марганца, циркония, хрома.