 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Казань" Erid: 2SDnjeHU93Z
| |
Прямым результатом несимметричных остаточных напряжений является коробление прессизделий. Несимметричные остаточные напряжения могут возникнуть и от неравномерности температур. Большие напряжения могут возникнуть в выпрессованной, остывающей трубе вследствие охвата ею горячей иглы. Такие напряжения могут вызвать на трубе продольные трещины. Поэтому уменьшение неравномерности деформаций и температурного поля ОЧПЗ имеют весьма важное значение.
Структура прессизделий
Структура прессизделий неоднородна. Основная причина неоднородности — большая неравномерность деформации. Дополнительными причинами являются изменение температурных условий в процессе прессования и структурные изменения, протекающие как в процессе прессования, так и после него, при охлаждении прессизделия. Неоднородность структуры проявляется главным образом в различной величине кристаллитов в поперечных и продольных сечениях прессизделия. Величина зерен в пресс-изделиях, полученных прессованием без смазки, уменьшается от центральных слоев к периферийным и от переднего конца к прессостатку. У изделий, полученных со смазкой, структура по длине более однородна. На рис. 68 показана макроструктура закаленных дюралюминиевых прутков, отпрессованных с прямым истечением без смазки. Видна значительная разнозернистость, характерная для прессизделий из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, после их нагрева перед закалкой, когда происходит интенсивная собирательная рекристаллизация. Зональная разнозернистость проявляется в виде зоны крупных кристаллов, которые располагаются в периферийных слоях, образуя так называемый «крупнокристаллический ободок», увеличивающийся от переднего конца к прессостатку. Для зоны ободка характерна пониженная прочность.
Хотя механизм образования крупнокристаллического ободка нельзя считать достаточно изученным, многочисленными исследованиями установлен ряд деформационных и металловедческих условий, которые показывают пути снижения вероятности и даже практического исключения образования такой разнозернистости. Установлено, что при прессовании с прямым истечением и со смазкой и при прессовании с обратным истечением ободок не появляется. Изделия, полученные прямым истечением без смазки, отличаются от изделий, прессованных со смазкой или с обратным истечением, только наличием на периферийных слоях больших деформаций простого сдвига при примерно одинаковых больших деформациях чистого сдвига осевых слоев. Это указывает на то, что основной причиной, вызывающей образование крупнокристаллического ободка, являются большие сдвиговые
деформации. Поэтому там, где это допустимо из условий качества поверхности, прессование с прямым истечением следует вести со смазкой. Однако пока это не всегда возможно и приходится изыскивать другие способы, уменьшающие вероятность образования крупнокристаллического ободка при прессовании с прямым истечением без смазки. 
Этому вопросу посвящено много работ, относящихся к условиям и механизмам рекристаллизации, особенно вторичной, поскольку образование резкой разнозернистости прямо связано с этим процессом. К настоящему времени обнаружены следующие основные закономерности:
а) крупнокристаллический ободок образуется в прессизделиях на стареющих сплавах и только в тех из них, для которых температура прессования соответствует двухфазному состоянию
сплавов. В прессизделиях из алюминия и из сплавов, у которых температура прессования была близка к температуре перехода из двухфазной в однофазную область, ободок не образуется;
б) образованию ободка способствуют наличие в сплаве марганца и железа.
Условным, но все же характеризующим структуру признаком является средняя величина зерна. Она зависит от условий прессования. С увеличением относительной деформации средняя величина зерна уменьшается, а с увеличением температуры, наоборот, увеличивается. При прессовании многофазных сплавов дополнительное влияние оказывает температура. Прессование при температурах фазового превращения приводит к строчечной структуре, так как при этом протекает образование новых фаз. При прессовании с температурами выше фазовых превращений эти превращения протекают в охлаждающемся недеформируемом металле прессизделия, что исключает образование строчечной структуры.
В прессизделиях иногда наблюдается ярко выраженная слоистая структура со слоями, расположенными параллельно оси прессизделия. Особенно отчетливо такая структура проявляется при поперечном изломе. При такой структуре в поперечном изломе разрушение происходит по ступенчатой площадке, показывающей ослабленные места в поверхностях, параллельных оси прессизделия. Такие структуры излома похожи на изломы шифера, поэтому в практике они получили название «шиферного» излома. Исследованиями, проведенными С. М. Вороновым и В. И. Елагиным, показано, что шиферная структура — результат двух факторов. Первичным является неоднородность структуры слитка, обусловленная большим количеством мелких пустот, нерастворившихся мелких примесей, которые расположены внутри и особенно по границам зерен.
В процессе прессования пустоты и зерна, окруженные примесями, сильно вытягиваются в направлении главной деформации удлинения. Это и приводит к слоистости структуры, в какой-то мере подобной строчечной. Процесс прессования является, таким образом, вторичным фактором. При дальнейшей термической обработке или обработке давлением шиферная структура не устраняется. Так как такая структура снижает механические и эксплуатационные свойства прессизделия, она является нежелательной.
Неравномерность механических свойств и их выравнивание. Прессэффект
Неравномерность деформаций и неоднородность структуры прессизделий влияют на их механические свойства. Предел прочности сплошных прессизделий повышается от центра к перифе
рии и от переднего конца к прессостатку; соответственно, но в обратном направлении, изменяется удлинение. При небольших вытяжках неравномерность механических свойств, особенно между центральными и периферийными слоями, может быть довольно большой. При высоких вытяжках эта неравномерность заметно снижается и часто практически почти исчезает. Это объясняется известным фактором уменьшения интенсивности изменения механических свойств металлов и сплавов с увеличением относительной деформации. Многочисленные исследования показали, что при вытяжках 10 и более почти по всей длине прессизделия, кроме небольшого участка у переднего конца, различие механических свойств между центральными и периферийными слоями невелико. Поэтому прессизделия, которые в дальнейшем не подлежат обработке давлением, обычно прессуют с вытяжкой не менее 10. В полых прессизделиях неравномерность свойств в общем такая же, как и в сплошных. Различие лишь в том, что в них центральными слоями являются средние, а периферийными — наружные и внутренние слои. На механические свойства оказывают заметное влияние степень однородности структуры слитка, интенсивность контактного трения и температурные условия, поскольку они влияют на относительную деформацию и структуру отдельных участков.
Характерной особенностью термически упрочняемых алюминиевых сплавов является повышенная термическая стойкость текстуры деформации при дальнейшей термообработке прессизделий. Повышению этой стойкости, кроме чисто физических свойств сплавов, способствуют высокие степени относительных деформаций. Поэтому такое повышение было впервые замечено на прессизделиях, а связанное с ним повышение их прочностных свойств по длине названо прессэффектом. Исследования последнего времени показали, что прессэффект проявляется, хотя и в меньшей степени, при горячей прокатке и ковке. Очевидно, процессы, уменьшающие текстуру деформации или ее термическую стойкость, снижают и прессэффект. К таким процессам относится второе прессование.
После двойного прессования и закалки прессизделий из упрочняющихся алюминиевых сплавов у них отмечено уменьшение предела прочности и текучести и увеличение относительного удлинения в продольном направлении.
Это объясняется более интенсивным (при двукратном прессовании) дроблением интерметаллических соединений и уменьшением строчечности структуры, которые повышают интенсивность собирательной рекристаллизации и образование крупных кристаллов, снижающих предел прочности и текучести.
Многочисленные исследования показали, что на механические свойства термически неупрочняемых сплавов двойное прессование заметного влияния не оказывает.
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdGEg5q |
|
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ