Горячая обработка металлов. Влияние температуры и хим-го состава на сопротивление горячей деформации

1.1. Влияние химического состава

Чистые металлы обладают более высокой пластичностью, чем их сплавы. Например, медь пластичнее ее сплава с оловом (бронзы). Сплавы, образующие твердые растворы, обычно более пластичны, чем сплавы, образующие химические соединения и механические смеси. Большей пластичностью обладают металлы, у которых больше разница между пределами прочности и текучести.

Компоненты сплава также влияют на его пластичность. ^ С повышением содержания углерода в стали пластичность уменьшается. При содержании углерода свыше 1,5% сталь с трудом поддается ковке.

Кремний понижает пластичность стали.Поэтому кипящая малоуглеродистая сталь (08кп, 10кп) с малым содержанием кремния применяется при изготовлении деталей холодной штамповкой глубокой вытяжкой.

В легированных сталях хром и вольфрам уменьшают, а никель и ванадий повышают пластичность стали.

Сера, соединяясь с железом, образует сульфид железа , который в виде эвтектики располагается по границам зерен и при нагревании до 1000^орасплавляется. В результате связь между зернами нарушается и сталь становится хрупкой. Такое явление называется красноломкостью.

Марганец, образуя тугоплавкое соединение , нейтрализует вредное действие серы.

Фосфор увеличивает пределы прочности и текучести, но уменьшает, особенно при низких температурах, пластичность и вязкость сталей, вызывая иххладноломкость.

Пластичность литого крупнозернистого металла ниже, чем деформированного, имеющего мелкозернистую структуру. Снижают пластичность поры, газовые пузыри, неметаллические включения, микро- и макротрещины.

1.2. Влияние температуры

Качественная зависимость пластичности от температуры представлена на рис.

Влияние температуры неоднозначно. Малоуглеродистые и среднеуглеродистые стали, с повышением температуры, становятся более пластичными (1).Высоколегированные стали имеют большую пластичность в холодном состоянии (2). Для шарикоподшипниковых сталей пластичность практически

Рис. Влияние температуры на пластичность сталей

не зависит от температуры (3) . Отдельные сплавы могут иметь интервал повышенной пластичности (4). Техническое железо в интервале 800…1000 ⁰С характеризуется понижением пластических свойств (5). При температурах, близких к температуре плавления пластичность резко снижается из-за возможного перегрева и пережога.

Для углеродистых сталей в интервале температур 100–300^оС, называемом зоной синеломкости, пластичность несколько уменьшается, а прочность возрастает. Это явление объясняется выпадением мельчайших частиц карбидов по плоскостям скольжения при деформации. Пластичность также несколько снижается в области фазовых превращений.

Резкое снижение пластичности при высоких температурах связано с чрезмерным ростом зерен. Это явление называется перегревом. Структуру перегретой стали в большинстве случаев можно исправить отжигом. При нагреве стали до температуры, близкой к температуре плавления, происходит образование оксидов по границам зерен и расплавление легкоплавких межзеренных прослоек, что приводит к появлению трещин и потере пластичности. Это явление называется пережогом. Оно не устраняется термической обработкой, и пережженный металл отправляется на переплавку.