Перечислить способы упрочнения металла.

Упрочнение металлов и сплавов, полученное в процессе пластической деформации, называется нагартовкой или наклёпом.

Неравновесное, термодинамически неустойчивое состояние пластически деформированного металла всегда стремится к устойчивому состоянию. Даже при комнатной температуре в наклёпанном металле проходят самопроизвольные процессы, приводящие деформированный материал в более устойчивое состояние (например, естественное старение). При повышении температуры эти процессы протекают быстрее. Снятие искажений кристаллической решетки без заметного изменения структуры (т.е. величина и форма зёрен не изменяются) в процессе нагрева деформированного материала называется возвратом или отдыхом (для сталей это температура 200° - 300°С. В результате этого прочностные свойства несколько снижаются, а пластические возрастают (рис. 7).

Рис. 7. Влияние температуры на механические свойства деформированного металла.

10. Что называется рекристаллизацией?

Нагрев до более высоких температур, кроме возврата, приводит к повышению подвижности атомов, начинается процесс образования новых зёрен взамен вытянутых.(Рис. 8). При этом происходит полное разупрочнение: прочностные свойства (твёрдость, σ _в σ _т σ _упр) падают, а пластические (δ, ψ) повышаются.

Наклёпанный Рекристаллизация

Металл Начало Конец

Рис. 8. Схема изменения структуры наклёпанного металла при рекристаллизации.

Этот процесс называется рекристаллизацией. Температура рекристаллизации имеет важное практическое значение и зависит от природы основного металла, наличия и количества легирующих элементов, степени предшествующей деформации. Ориентировочно эту температуру определяет по состоянии:

где Т_рек. * Т_пл. - температура рекристаллизации и температура плавления металла соответственно,

а - коэффициент, зависящий от чистоты металла.

а = 0, 1 - 0, 2 для очень чистых металлов;

а = 0, 3 - 0, 4 для технически чистых металлов;

а = 0, 6 - 0, 8 для сплавов.

11. Что требуется для восстановления пластичности?

Так как при холодной обработке давлением повышается сопротивление металла пластическому деформированию и уменьшается его пластичность, то дальнейшая деформация может привести к образованию трещин. Поэтому требуется промежуточный (рекристаллизационный) отжиг для восстановления пластичности деформируемого металла.

Величина зерна после рекристаллизации зависит от температуры рекристаллизационного отжига и степени предшествующей деформации (рис. 9, а, б).

Чем выше температура рекристаллизационного отжига, тем больше величина зерна (рис. 9 а). Окончательный размер зерна зависит не только от температуры нагрева и времени выдержки, но и от степени предшествующей деформации (рис. 9 б).

При малых степенях деформации искажение кристаллической решетки недостаточно для образования новых Центров кристаллизации.

При больших деформациях искажения кристаллической решетки деформированного, металла велики, поэтому образуется много центров кристаллизации, в результате чего металл получает мелкозернистое строение.

Рис. 9. Изменение величины зерна в зависимости от температуры нагрева (а) и степени деформации (б).

Степень деформации, которая при последующем рекристаллизационном отжиге приводит к максимальному росту зерна, называется критической (участок " вс" на рис. 9 б).

12. Как рассчитать длину металлической пластины после деформации?

Длина пластинки после деформации подсчитывается по фор­мулам:

где - конечная величина деформируемой (измеряемой) пластинки;

- начальная величина пластинки (= 50 мм),

- величина прироста длины образца при заданной степени деформации. В процессе деформации необходимо замерить длину образца между рисками. Для этого циркуль, поставить одной ножкой на начальную риску базы, а другую держать свободной. Продолжать растяжение до совмещения свободной ножки циркуля со второй риской базы.