ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ И СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ

Как указано выше, при горячей обработке давлением одно­временно протекают два процесса, действующие на сопротивле­ние деформации в противоположных направлениях: упрочнение (наклеп) и разупрочнение (рекристаллизация). Оба процесса протекают во времени. Скорость упрочнения определяется скоро­стью деформации, а скорость разупрочнения — скоростью ре­кристаллизации, зависящей от температуры металла.

В зависимости от соотношения скоростей деформации и ре­кристаллизации (упрочнения и разупрочнения) сопротивление деформации при данной температуре изменяется: чем больше скорость деформации, тем больше сопротивление деформации. На сопротивление деформации при данной скорости и темпера­туре влияет степень деформации: чем выше степень деформации, тем больше наклеп и сопротивление деформации.

Учет влияния степени и скорости деформации на сопротивле­ние деформации осложняется тем, что с увеличением степени де­формации снижается температура рекристаллизации, повышает­ся выход тепла и температура деформируемого тела; скорость деформации способствует повышению температуры, снижая по­тери тепла в окружающую среду. Таким образом, скорость и сте­пень деформации прямо повышают сопротивление деформации и косвенно, наоборот, его снижают. При горячен обработке, когда выход тепла невелик, упрочняющее действие обоих факторов преобладает и сопротивление деформации повышается с увеличе­нием степени и скорости деформации.

Для аналитического определения влияния скорости деформа­ции на сопротивление деформации имеется большое число формул.

Если исходить из аналогии пластической деформации тела с течением вязкой жидкости, то зависимость сопротивления де­формации от скорости можно выразить уравнением

, (2.5)

где — сопротивление деформации при скорости деформации ;

— то же, при статическом испытании;

— коэффициент вязкости.

По формуле (2.5) получаются данные, значительно отличаю­щиеся от экспериментальных данных. Последние не подтвержда­ют линейной зависимости сопротивления деформации от скоро­сти деформации.

Большее приближение к экспериментальным данным может быть получено по формулам:

; (2.6)

; (2.7)

(2.8)

где m и n — коэффициенты, зависящие от материала, имеющие разное значение в приведенных формулах.

А. И. Целиков [11] вывел зависимость сопротивления дефор­мации от скорости и степени деформации с учетом процессов упрочнения и разупрочнения:

, (2.9)

где D — модуль упрочнения без учета разупрочняющих процес­сов, определяемый выражением

А — коэффициент;

— истинная (логарифмическая) деформация.

Во всех приведенных выше формулах имеются коэффициенты, зависящие от природы металла и имеющие различные значения для разных металлов и сплавов, что затрудняет использование этих формул для практических расчетов. Для ориентировочных расчетов С. И. Губкин [3] предложил пользоваться «скоростны­ми коэффициентами», которые позволяют рассчитать сопротив­ление деформации при данной скорости, если оно известно при другой.

Значения скоростных коэффициентов по С. И. Губкину при­ведены в табл. 5.

Таблица 2.1. ЗНАЧЕНИЕ СКОРОСТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

Влияние скорости и степени деформации на пластичность изу­чено еще недостаточно. Обычно с повышением скорости и степе­ни деформации пластичность уменьшается в связи с тем. что не успевают пройти процессы разупрочнения. Однако, учитывая тепловой эффект и то, что температурный интервал превращений при высоких напряжениях смещается по сравнению с данными диаграмм состояния, повышение скорости деформации может увеличить пластичность.

Рассмотрим влияние скорости деформации на сопротивление деформации при холодной обработке давлением. В этом случае рекристаллизация и разупрочнение отсутствуют, происходит только упрочнение. Поэтому можно предположить, что сопротив­ление деформации не зависит от скорости. Эксперименты пока­зывают очень малую и неоднозначную эту зависимость, которой в практических расчетах обычно пренебрегают.

Тем не менее, рассмотрим причины этой зависимости. При хо­лодной обработке давлением протекает процесс релаксации, за­ключающийся в том, что в процессе и в результате деформации происходит переход с определенной скоростью упругих деформа­ций в пластические. Пластическая деформация распространяет­ся внутри тела с меньшей скоростью, чем упругая. Поэтому при больших скоростях деформации доля упругой деформации боль­ше, чем при малых. Чтобы получить заданную степень остаточ­ной деформации при высоких скоростях деформации, нужно наз­начить большую суммарную деформацию и, следовательно, при­ложить большее усилие, чем при малых скоростях. По этой при­чине повышение скорости деформации при холодной обработке давлением увеличивает сопротивление так же, как при горячей.

Однако при холодной обработке давлением большую роль играет выход тепла и повышение в связи с этим температуры де­формируемого тела. Повышение температуры может вызвать процесс возврата (отдыха) и, как следствие, разупрочнение. По­этому повышение скорости деформации при холодной обработке может вызвать как увеличение, так и уменьшение сопротивления деформации в зависимости от интенсивности процессов упрочне­ния и разупрочнения.

При относительно малых скоростях преобладает фактор упрочнения, а при очень высоких скоростях может преобладать фактор разупрочнения.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: