Объемного деформирования

Исходной является структура закаленной стали, состоящая из тетрагонального мартенсита и аустенита. Мартенсит является структурой, обладающей наибольшим объемом, а аустенит — структурой с минимальным объемом, поэтому превращения должны совершаться с объемными изменениями. При превращении мартенсита объем будет уменьшаться (сжатие образца), а при превращении аустенита —увеличиваться (расширение образца).

К концу второго превращения, т. е. при 300°С, а-твердый раствор содержит еще около 0,15—0,20% С; наступающее при дальнейшем повышении температуры сжатие (см. рис. 217) указывает на полное выделение углерода из раствора и снятие внутренних напряжений, возникающих в результате предыдущих превращений, сопровождавшихся объемными изменениями. Одновременно с этим карбид обособля-

Упрочнение при образовании игольчатого феррита обусловлено «фазовым» наклепом: \>-*а-превращение сопровождается объемными изменениями, а так как оно (в результате переохлаждения) совершается при пониженной температуре, то у- и а-фазы претерпевают наклеп. В итоге превращения блочное строение сплава сильно измельчается при наведении значительных напряжений II рода.

Сталь 7ХГ2ВМ (табл. 16) сочетает высокую прокаливаемость и закаливаемость с минимальными объемными изменениями при закалке. Она получает твердость HRC 59—60 в сечениях до 100— 110 мм при охлаждении в масле, горячих средах и на воздухе.

Это упрочнение обусловлено фазовым наклепом (поскольку превращение Y-^O, сопровождается объемными изменениями, происходящими в результате переохлаждения при пониженной температуре, и наклепом у- и а-фаз).

Эти стали должны обладать твердостью и прочностью, большими, чем твердость и прочность деформируемого металла; высокой износостойкостью; достаточной вязкостью; соответствующей прокаливае-мостью; незначительными объемными изменениями при закалке.

Переход олова из а- в р-модификацию сопровождается большими объемными изменениями — порядка 27%; в результате возникающих при этом напря-

Еще один возможный источник остаточных напряжений в компонентах— фазовые превращения, сопровождаемые объемными изменениями. Поскольку в процессе своего фазового превращения компонент обычно стеснен другими компонентами композита, соответствующие полные (равновесные) значения объемного изменения не могут быть реализованы; в результате возникают остаточные напряжения. Эти эффекты, исследованные де Сильва и Чэдуиком [14], далее обсуждаться не будут.

локализуются в тонком слое (толщиной 0,1 мм), расположенном непосредственно под боридами. Знак внутренних напряжений в бо-рированном слое после закалки изменяется; вместо сжимающих в поверхностном слое возникают растягивающие напряжения, величина которых зависит от размеров детали и других факторов. Чем больше объемные изменения при закалке, тем больше (при прочих •равных условиях) величина растягивающих напряжений. С этой точки зрения повторный нагрев борированных деталей под закалку нежелателен, так как при этом дважды происходит перекристаллизация сердцевины, сопровождающаяся объемными изменениями в результате фазовых превращений.

Методы тепловой микроскопии, например, высокотемпературная вакуумная металлография [ 1 ], позволяющая установить связь между свойствами зерен, их границ и поликристаллического агрегата в целом, первоначально основывались на эффекте «термического травления», а также на всех явлениях, связанных с объемными изменениями, приводящими к соответствующему изменению геометрического профиля поверхности исследуемого образца. К таким явлениям относятся диффузия и фазовые превращения и любые другие процессы «расслоения» структуры при нагреве или охлаждении фаз с различными коэффициентами термического расширения.

Поскольку составляющие композиций обладают различной упругостью и пластичностью, то при их совместной работе на поверхностях раздела возникает реологическое взаимодействие, в результате которого создаются радиальные и тангенциальные напряжения. Даже при простом осевом растяжении в волокнистых композиционных материалах создается объемное напряженное состояние. Последнее еще больше усложняется при учете остаточных напряжений. Остаточные напряжения в композициях имеют двоякую природу: термическую и механическую. Первые возникают из-за разницы коэффициентов линейного расширения компонентов в процессе охлаждения материала от температуры его получения или эксплуатации. Второй источник остаточных напряжений — неодинаковая пластичность компонентов. Напряжения этого рода возникают при таких уровнях деформации, когда один или оба из компонентов начинают деформироваться в различной степени. Фазовые превращения, сопровождающиеся объемными изменениями, также могут быть причиной появления остаточных напряжений.

Отсюда следует выражение скорости распространения возмущений объемного деформирования

Схема продольной периодической прокатки показана на рис. 11, а, а схема вальцовки в различных стадиях — на рис. 11, б. Валки пе-риодической прокатки представ-ляют как бы вращающийся штамп, на котором фигура заготовки периодически повторяется целое число раз. Верхний и нижний валки точно совмещаются, так как только при этом условии можно получить точный отпечаток формы штампа. В качестве заготовки используется круглый или другой формы прокат (в зависимости от формы изделия); прокатка производится с выходом и без выхода металла в облой подобно открытой или закрытой горячей штамповке. Изменяющееся с поворотом валков сечение калибра, переменное обжатие, переменный радиус валков и другие особенности обусловливают большую специфичность данного способа объемного деформирования. Существенное значение для качественного проведения операции имеет радиус валков; с точки зрения получения заданной формы изделия радиус валков должен иметь оптимальное значение. Нестационарное условие деформирования делает сложным теоретический анализ процесса. Основной задачей периодической продольной прокатки и вальцовки является профилирование заготовки, проведение обжатия заготовки в одних местах и набора материала в других. Для определения формы ручья производится расчет размеров изделия по различным сечениям и на основании этого делается расчет размеров заготовки.

Матрицы н пуансоны штампов холодного объемного деформирования, испытывающие в процессе эксплуатации давление до 2300 МПа, резьбонакатные ролики Вырубные штампы, в том числе для обработки холоднокатаных электротехнических сталей с покрытиями типа «карлиг»; пуансоны н матрицы холодновысадочных автоматов; пуансоны и выталкиватели для холодного выдавливания, эксплуатируемые при давлениях до 2000 МПа в условиях повышенного износа н нагрева рабочих поверхностей до 400 °С; шлице- н резьбоиакатиой инструмент

Тяжелонагруженный прессовый инструмент (прошивные и формирующие пуансоны, матрицы и т. п.); инструмент для высадки на горизонтально-ковочных машинах н вставки штампов напряженных конструкций для горячего объемного деформирования конструкционных сталей н жаропрочных металлов н сплавов (вместо сталей ЗХ2В8Ф и 4Х2В5МФ)

Назначение. Тяжело нагруженный прессовый инструмент (типа прошивных и формующих пуансонов), инструмент для высадки (на горизонтально-ковочных машинах), вставки штампов напряженных конструкций (режим I). Прессовый инструмент сложной конфигурации типа зубчатых вставок для штамповки и др. (режим II) (для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных металлов и сплавов). Сталь хорошо азотируется.

Назначение. Матрицы и пуансоны штампов холодного объемного деформирования, испытывающие в процессе эксплуатации давление до 2300 Н/мм2, резьбонакатные ролики.

7ХГ2ВМФ — для штампов холодного объемного деформирования и вырубного инструмента сложной конфигурации, используемых при производстве изделий из цветных сплавов и низкопрочных конструкционных сталей;

8Х4В2МФС2 — для матриц и пуансонов штампов холодного объемного деформирования, испытывающих в процессе эксплуатации давление до 2300 МПа; резьбонакатных роликов;

5ХЗВЗМФС — для тяжелонагруженного прессового инструмента (прошивных и формующих пуансонов, матриц и т. п.); инструмента для высадки на горизонтально-ковочных машинах и вставок штампов напряженных конструкций; для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных сплавов (вместо менее теплостойких сталей марок ЗХ2В8Ф и 4Х2В5МФ); наиболее высокие прокаливаемость и теплостойкость имеет сталь марки 5ХЗВЗМФС;

Матрицы и пуансоны штампов холодного объемного деформирования, испытывающие в процессе эксплуатации давление до 2300 МПа, резьбонакатные ролики Вырубные штампы, в том числе для обработки холоднокатаных электротехнических сталей с покрытиями типа «карлиг»; пуансоны и матрицы холодновысадочных автоматов; пуансоны и выталкиватели для холодного выдавливания, эксплуатируемые при давлениях до 2000 МПа в условиях повышенного износа и нагрева рабочих поверхностей до 400 °С; шлице- и резьбонакатной инструмент

Тяжелонагруженный прессовый инструмент (прошивные и формирующие пуансоны, матрицы и т. п.); инструмент для высадки на горизонтально-ковочных машинах и вставки штампов напряженных конструкций для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных металлов и сплавов (вместо сталей ЗХ2В8Ф и 4Х2В5МФ)