Основы теории и технологии контактной точечной сварки
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
»ла при пластическом деформировании его при высоких температурах, что, в частности, является характерным и для КТС на стадии нагрева, одновременно влияют несколько технологических факторов: температура деформируемого материала, а также степень и скорость деформации. Это обусловлено тем, что в деформируемом металле при температуре выше температуры рекристаллизации ТРЕКР, которую ориентировочно принимают равной ТРЕКР ? 0,4ТПЛ [231], одновременно протекают два противоположных процесса: упрочнение из-за наклепа зерен, и разупрочнение из-за их рекристаллизации. Конечный результат зависит от соотношения между скоростью деформации и скоростью рекристаллизации металла [221]. С увеличением температуры СПД металла уменьшается, а пластичность, характеризующая возможную степень ПД без нарушения его сплошности, увеличивается [219, 220].
Упрочнение металла в процессе пластической деформации объясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокаций, вакансий, междоузельных атомов). В частности, связь между пределом текучести ?Т и плотностью дислокации ? выражается формулой [232]:
,
где ?0 напряжение сдвига при пластической деформации; b вектор Бюргерса; ? коэффициент, зависящий от типа решетки и состава сплава.
Так, Тейлор и Илом установили, что упрочнение при деформации монокристалла алюминия происходит по параболическому закону [233]:
,
где ? касательное напряжение в плоскости скольжения; ? сдвиг.
При увеличении скорости пластической деформации напряжение текучести возрастает, а пластичность падает. С увеличением скорости ПД резко падает пластичность некоторых магниевых сплавов, высоколегированной стали и медных сплавов некоторых марок. Значительно менее чувствительны к скорости деформации большинство алюминиевых сплавов, низколегированные и углеродистые стали [221, 234, 235].
Из определения понятия сопротивление пластической деформации, общепринятого в теориях пластичности и обработки металлов давлением следует, что оно является характеристикой деформируемого металла, которая зависит от термомеханических условий пластической деформации, а именно: степени ? и скорости u деформации, а так же от температуры деформируемого объема ТД [236]. Поэтому оценивать величину СПД в условиях точечной сварки рациональнее не измерением его в ходе процесса КТС, так как осуществить это технически сложно, практически невозможно, а расчетом с использованием данных и опыта теории и технологии обработки металлов давлением.
Известны ряд эмпирических формул для расчета величины СПД в зависимости от изменения технологических факторов, характеризующих термомеханические условия процесса пластической деформации.
Для определения изменения прочностных характеристик с изменением температуры Т известен ряд зависимостей, в частности, С. И. Губкина [226] для определения временного сопротивления металла ?В в области температур, составляющих 0,7...1,0 ТПЛ:
,
где временное сопротивление при температуре 0,95ТПЛ и скорости растяжения 40...50 мм/мин; ТПЛ температура плавления сплава (оС);
?Т температурный коэффициент, и зависимость Н. С. Курнакова [237]:
,
где значения прочностной характеристики при температуре, соответственно, Т1 и Т2; ?Т температурный коэффициент, постоянный для данного сплава, если в этом интервале температур в нем отсутствуют физико-химические превращения.
Для оценки деформационного упрочнения в процессе пластической деформации известна зависимость [123]:
,
где ?ист и ?ист истинное напряжение и истинная деформация;
А, В и п постоянные, определяемые экспериментально.
Известен ряд формул, отражающих зависимость деформационных характеристик металла от скорости u его деформирования, в частности, следующие [221, 238]:
П. Людвика ,
А. Рейто ,
Е. Зибеля и А. Помпа ,
А. Надаи ,
где ?Д сопротивление деформации металла; ?Т предел текучести при статической деформации; b и т постоянные коэффициенты, зависящие от материала; ?S и ?S0 напряжения текучести, соответственно, при скоростях деформирования u и u0; т и п константы.
Более комплексно реальные процессы упрочнения и релаксации при пластической деформации металла отражены в зависимости, предложенной А. И. Целиковым и В. А. Персианцевым [239], для определения сопротивления деформации ?Д:
,
где DУ модуль упрочнения; aР коэффициент, представляющий собой скорость релаксации (c-1); ?Т предел текучести при статической деформации; ? степень деформации; u средняя скорость деформации.
Выше приведены лишь наиболее известные решения задачи по определению характеристик металла при их пластическом деформировании. Однако использовать эти формулы применительно к процессу точечной сварки не представляется возможным, поскольку ни одна из них не учитывает одновременного влияния на величину сопротивления пластической деформации основных факторов температуры, степени и скорости ПД металла, как это имеет место в процессе КТС. Кроме того, для большинства из этих зависимостей не определены значения коэффициентов.
На основании анализа известных методик для определения сопротивления пластической деформации металла и проведе?/p>