Влияние температуры на деформацию металла
На рис. 2.9 представлены графики влияния холодной деформации на пластичность S, предел прочности σв и твердость НВ низкоуглеродистой стали. Из графиков видно, что уже при деформации, равной 20 %, наблюдается снижение пластичности металла в 3 раза, увеличение твердости и прочности примерно в 1,3 ... 1,4 раза. Следовательно, в холодном состоянии из этой стали нельзя получить поковки сложной формы, так как металл при деформировании будет разрушаться вследствие низкой пластичности.
Для увеличения ковкости обрабатываемые металлы нагревают. С повышением температуры увеличивается пластичность и снижается сопротивление металлов деформированию. В качестве примера рассмотрим влияние температуры на пластичность σ и предел прочности σв стали с содержанием углерода 0,42 % (рис. 2.10). При повышении температуры деформирования с 0 до 300 °С сопротивление деформированию несколько увеличивается, а затем падает с 760 до 10 МН/м2 при 1200 °С, т. е. уменьшается почти в 76 раз.
Рис. 2.9. Графики влияния холодной деформации на пластичность (б), предел прочности (σв) и твердость (НВ) низкоуглеродистой стали
Пластичность же этой стали, наоборот, при повышении температуры от 0 до 300 °С сначала уменьшается, затем до температуры ≈ 800 °С резко увеличивается, после этого незначительно падает, а при дальнейшем увеличении температуры снова. увеличивается. Явление снижения пластичности при 300 °С называется синеломкостью, а при 800 °С - красноломкостью. Синеломкость объясняют выпадением по плоскостям скольжения мельчайших частиц карбидов, которые увеличивают сопротивление деформированию и уменьшают пластичность. Красноломкость появляется вследствие образования в металле многофазной системы, обладающей пониженной пластичностью. Это состояние характерно для неполной горячей обработки давлением. При температурах синеломкости и красноломкости деформировать сталь особенно нежелательно, так как при ковке возможно образование трещин в заготовке и, как следствие, брак продукции.
Различные металлы и сплавы обрабатывают давлением во вполне определенном температурном интервале ΔТ = Тв - Тн, где Тв и Тн - соответственно верхний и нижний температурные пределы обработки металла давлением.
Деформирование металла при температуре ниже Тн вследствие снижения пластичности может привести к его разрушению. Нагрев металла выше температуры Тв ведет к дефектам структуры металла, снижению его механических свойств и пластичности. Температурные интервалы обработки давлением для разных металлов различны, однако общим для них является то, что наибольшую пластичность металлы имеют при температурах, превышающих температуры рекристаллизации.
