L'influence de la température sur la plasticité du métal.

T Le traitement thermique fait référence aux processus associés au chauffage et au refroidissement qui provoquent des modifications dans la structure interne de l'alliage et, en relation avec cela, des modifications des propriétés physiques, mécaniques et autres.

Les produits semi-finis (ébauches, pièces forgées, embouties, etc.) sont soumis à un traitement thermique pour améliorer la structure, réduire la dureté, améliorer l'ouvrabilité, et enfin fabriquer des pièces et des outils pour leur conférer les propriétés requises.

Suite au traitement thermique, les propriétés des alliages peuvent varier dans des limites très larges. Par exemple, vous pouvez obtenir n'importe quelle dureté d'acier de 150 à 250 HB (état initial) à 600-650 HB (après durcissement). La possibilité d'augmenter significativement les propriétés mécaniques grâce au traitement thermique par rapport à l'état initial permet d'augmenter les contraintes admissibles, ainsi que de réduire la taille et le poids de la pièce.

Le fondateur de la théorie du traitement thermique est l'éminent scientifique russe D.K. Chernov, qui est au milieu de X je Au Xe siècle, observant le changement de couleur de la chaleur de l'acier lorsqu'il était chauffé et refroidi et enregistrant la température « à l'œil nu », il découvrit des points critiques (points Tchernov).

Les scientifiques soviétiques ont obtenu de grands succès en améliorant les procédés technologiques déjà connus et en développant de nouveaux procédés technologiques pour le traitement thermique de l'acier.

Dans le développement de la doctrine du traitement thermique, dans la création de méthodes progressives de technologie de traitement thermique, la science et la pratique soviétiques occupent une place prépondérante.

Les principaux types de traitement thermique de l'acier sont le recuit, la normalisation, le durcissement et le revenu.

Acier de recuit.

Le but du recuit est de réduire la dureté, d'affiner les grains (recristallisation), d'améliorer l'usinabilité, d'augmenter la ductilité et la viscosité, de soulager les contraintes internes, d'éliminer ou de réduire l'hétérogénéité structurelle et de préparer le traitement thermique ultérieur.

Les facteurs suivants influencent le résultat du recuit :

1) taux de chauffage ;

2) température de chauffage (recuit) ;

3) durée d'exposition à la température de chauffage (recuit) ;

4) taux de refroidissement.

Taux de chauffage . La vitesse de chauffage autorisée dépend de la composition chimique de l'acier. Plus l’acier contient de carbone et d’impuretés spéciales, moins il est thermiquement conducteur et plus il doit être chauffé lentement.

Température de chauffage . La température de chauffage est réglée en fonction de la teneur en carbone et des éléments spéciaux.

Recuit complet

Le recuit complet se caractérise par un chauffage de 20 à 30 degrés au-dessus de la température de la plage de transformation et un refroidissement lent jusqu'à une température inférieure à la plage de transformation (généralement jusqu'à 400 - 500 0 C). Les aciers hypoeutectoïdes et eutectoïdes sont soumis à un recuit complet. Pour les aciers hypereutectoïdes, un recuit incomplet est approprié et applicable dans la pratique. Le recuit complet est utilisé pour recristalliser la structure dans les aciers travaillés à chaud et les pièces moulées façonnées.

Le recuit de l'acier travaillé à chaud réduit la résistance et augmente la ductilité.

Si la structure initiale est difficile à corriger et que le recuit complet ne permet pas d'améliorer la structure de l'acier, un double recuit est utilisé. Le premier recuit élevé est effectué à une température élevée de 950-1000°C.

Le recuit partiel est principalement utilisé pour l’acier hypereutectoïde. Le recuit partiel des aciers hypoeutectoïdes est utilisé pour les pièces forgées qui ont été correctement travaillées à chaud pour obtenir une microstructure satisfaisante. Dans ce cas, le recuit incomplet a pour but de recristalliser la perlite et de soulager les contraintes internes avant usinage. La température de chauffage lors du recuit incomplet des aciers hypoeutectoïdes est de 770 à 800 o C.

Recuit isotherme

Lors du recuit isotherme, l'austénite se transforme en un mélange ferrite-cémentite non pas lorsqu'elle est refroidie dans une certaine plage de température, comme cela se produit avec un recuit complet conventionnel, mais lors d'une exposition à une température constante. Pour le recuit isotherme, l'acier est chauffé à la température optimale et, après maintien, rapidement refroidi jusqu'à une température légèrement inférieure au point critique (650-700 0 C). L'acier est maintenu à cette température jusqu'à la décomposition complète de l'austénite, puis refroidi à l'air. L'avantage du recuit isotherme par rapport au recuit conventionnel est une réduction significative du temps de recuit et l'obtention d'une structure plus uniforme.

La température de maintien isotherme affecte de manière significative la structure et les propriétés résultantes. Avec une température décroissante, c'est-à-dire Avec une augmentation du degré de refroidissement excessif de l'austénite, les grains de cémentite sont broyés et une perlite plus dispersée est obtenue.

Le recuit presque isotherme est effectué dans deux fours : dans un four, les pièces sont chauffées, puis elles sont transférées dans un autre four, qui a une température légèrement inférieure.

Recuit à basse température.

Le recuit à basse température (trempe élevée) est utilisé principalement pour les aciers alliés (chrome, chrome-nickel, etc.) pour soulager les contraintes internes et réduire la dureté. Il n'y a pas de recristallisation de phase lors de ce type de recuit. Un soulagement complet des contraintes internes est obtenu lorsqu'il est chauffé à 600 0 C, par conséquent, un recuit à basse température peut être effectué dans la plage de température de 600 0 C. Plus la température de chauffage est élevée, plus le temps de maintien pour soulager les contraintes internes est court. Le refroidissement après le chauffage doit être suffisamment lent pour que des contraintes internes ne se reproduisent pas.

Recuit de diffusion (homogénéisation)

Ce recuit se caractérise par un chauffage à une température nettement supérieure aux températures de la gamme de transformation (180 - 300°C) suivi d'un refroidissement lent.

Un tel recuit est utilisé pour niveler l'hétérogénéité chimique des grains de solution solide par diffusion, c'est-à-dire réduisant la microségrégation dans les pièces moulées et les lingots d'acier de grande forme, principalement en acier allié.

Le recuit de diffusion, en raison de son objectif de rendre l'acier homogène (homogène), est autrement appelé homogénéisation.

Étant donné que le taux de diffusion augmente avec l'augmentation de la température et que la quantité de substance diffusée augmente avec la durée d'exposition, une température élevée et une exposition longue sont nécessaires pour qu'une diffusion vigoureuse se produise.

En pratique, les lingots sont chauffés à 1100 - 1150°C, maintenus à cette température pendant 12-15 heures, puis refroidis lentement à 250-200°C. Le processus de recuit de diffusion dure environ 80-100 heures.

À la suite d'un recuit à long terme à haute température, une croissance des grains se produit. Ce défaut de microstructure est éliminé en soumettant les lingots à un usinage à chaud, à la suite duquel la structure à gros grains de l'acier moulé est complètement détruite ; Ainsi, après homogénéisation, les lingots ne sont pas recuits pour améliorer la structure.

Uniquement dans les cas où, après homogénéisation, des lingots avec une dureté accrue sont obtenus (par exemple, des lingots d'aciers fortement alliés), un recuit supplémentaire à basse température est effectué à 650-680°C.

NORMALISATION DE L'ACIER

La normalisation consiste à chauffer l'acier à une température de 30 à 50 degrés au-dessus des points critiques supérieurs, à le maintenir à cette température et à le refroidir dans de l'air calme. Lorsque les aciers à faible teneur en carbone sont chauffés à des températures de normalisation, les mêmes processus se produisent que lors du recuit, c'est-à-dire moudre les grains. De plus, en raison d'un refroidissement plus rapide que lors du recuit et de la surfusion qui en résulte, la structure de la perlite est plus fine (dispersée) et la quantité d'eutecoïde (ou plutôt quasi-eutectoïde) est plus grande que lors d'un refroidissement lent (lors du recuit).

Par rapport à la structure de recuit, la structure de normalisation est plus petite et les propriétés mécaniques sont plus élevées (résistance et dureté accrues) ; ceci est assuré par un refroidissement accéléré (dans l'air) par rapport au refroidissement lent (avec un four) pendant le recuit.

Si, lors du refroidissement à l'air, il ne se forme pas de martensite (dans certains aciers fortement alliés), mais de la martensite, une structure caractéristique de l'acier trempé, alors un tel traitement thermique n'est pas appelé normalisation, mais durcissement à l'air.

DURCISSEMENT DE L'ACIER

Le durcissement est le chauffage de l'acier au-dessus du point critique suivi d'un refroidissement rapide. Habituellement, le chauffage est effectué à 30-50 degrés au-dessus de la ligne GSK sur le diagramme fer-cémentite.

Le but du durcissement est d’obtenir une dureté élevée ou une résistance accrue. Le résultat du durcissement, comme du recuit, est influencé par quatre facteurs principaux : la vitesse de chauffage, la température de chauffage, le temps de maintien et la vitesse de refroidissement.

Le facteur principal et décisif est la vitesse de refroidissement : la dureté et les propriétés physiques et mécaniques de l'acier sont liées à la vitesse de refroidissement.

ACIER TREMPÉ

La trempe est le chauffage de l'acier trempé à une température inférieure au point critique (727 0 C) suivi d'un refroidissement. Le but de la trempe est d'éliminer partiellement ou totalement les contraintes internes, de réduire la dureté et d'augmenter la viscosité. La trempe est appliquée à l'acier trempé avec une structure de martensite tétragonale et d'austénite retenue.

Il s'agit du processus d'obtention de pièces ou de pièces sous la force d'un outil sur la pièce d'origine à partir du matériau d'origine. La base de tous les processus de traitement sous pression est la capacité des métaux et de leurs alliages à se déformer plastiquement sous l'influence de forces externes sans se casser. . Le formage du plastique est une technologie à faibles déchets, une productivité élevée, un faible coût et une qualité de produit élevée ont conduit à l'utilisation généralisée de ces processus. La déformation plastique est une modification de la forme et de la taille d'un corps sous l'influence d'une contrainte. Les métaux sont polycristallins. La forme du changement de métal lors de la déformation plastique résulte de la déformation plastique de chaque grain. Avant déformation, la forme des grains était ronde. Au cours du processus de déformation, les grains sont étirés dans la direction des forces agissantes, formant une structure fibreuse en couches ; cette orientation des grains est appelée texture de déformation. Plus le degré de déformation est élevé, plus le degré de texture est important ; la nature de la structure dépend de la nature du matériau et de la déformation de l'eau. La formation de texture contribue à l’apparition d’une hétérogénéité des propriétés métalliques et physiques. Avec une augmentation du degré de déformation, les caractéristiques de résistance : la dureté et la résistance augmentent, et les propriétés plastiques se détériorent ; le phénomène de durcissement d'une substance déformée est appelé durcissement ; L'état du métal travaillé à froid n'est pas stable, par conséquent, lorsqu'un tel métal est chauffé, des processus de recristallisation s'y produisent, provoquant le retour de toutes les propriétés aux propriétés du métal avant déformation. La recristallisation est la formation de nouveaux grains. Dans le même temps, la dureté augmente et la densité diminue. Si vous chauffez un métal, le métal sera restauré à son état inverse. La température à laquelle commence le processus de recristallisation est appelée seuil de température de recristallisation. Il existe des déformations à chaud et à froid. La déformation à froid à des températures inférieures à la température de recristallisation s'accompagne d'un écrouissage. En cas de déformation à froid incomplète, la recristallisation ne se produit pas. La plasticité augmente par rapport à la déformation à froid. Utilisé pour le formage à froid à grande vitesse. Déformation à chaud incomplète : la recristallisation ne se produit pas complètement. Il en résulte une hétérogénéité de la structure, pouvant conduire à la destruction. Une telle déformation se produit très probablement à une température qui n'est pas significativement supérieure à la température à laquelle commence la recristallisation. Cette température doit être évitée lors du traitement sous pression. La déformation à chaud est appelée si elle est réalisée à une température supérieure à la température de recristallisation pour obtenir une structure complètement recristallisée ; la déformation plastique à chaud améliore les propriétés du métal, la densité du métal augmente, le retrait et les cavités de gaz se soudent.

30) Formage des métaux, classification des types. Les principales méthodes de traitement sous pression : 1) Laminage - compression du métal avec des rouleaux rotatifs. Ils réalisent : des tôles, des rails, des tuyaux 2) l'emboutissage - tirer la pièce à travers le trou de l'outil pour réaliser du fil machine 3) le pressage - essorer le métal hors de la cavité de l'outil 4) le forgeage - déformation successive du métal sous les coups de marteau. Recevoir : arbres, engrenages de grand diamètre 5) estampage - le processus de déformation du métal dans la cavité de la matrice. Chauffage du métal avant traitement sous pression. L'objectif principal du chauffage est d'augmenter la ductilité du métal traité, et la réduction de sa résistance à la déformation due au chauffage dépend de la qualité des produits, de la productivité des équipements et des coûts de production. Les principales exigences en matière de chauffage sont un chauffage uniforme de la pièce en un minimum de temps avec le moins de perte de métal due aux déchets. Et pour économiser la consommation de carburant, le non-respect du mode de chauffage réglé peut entraîner des défauts (fissures, surchauffe, grillage, oxydation, décarbonisation). Sélection du mode de chauffage. Température de chauffage, vitesse de chauffage et temps de chauffage). Cela dépend des propriétés de l'acier, de la forme et de la taille de la pièce et de la direction du transfert de chaleur. La plage de températures de chauffage dans laquelle le formage à chaud est recommandé est appelée plage de températures de forgeage. Lorsque la ductilité d'un métal est la plus grande, elle est déterminée par la différence entre la température initiale de forgeage (inférieure à la température de fusion) et la température finale (au-dessus de la température de recristallisation). Cette plage dépend de la composition chimique et du métal de départ. Pour augmenter les propriétés plastiques du métal, il est avantageux de le chauffer le plus haut possible. Le forgeage doit être terminé à la température la plus basse à laquelle la déformation est encore chaude et le durcissement à froid n'apparaît pas. La vitesse de chauffage du métal dépend de la conductivité thermique du moule et de la taille de la pièce, de la température du four et de l'emplacement de la pièce dans le four. Le temps de chauffage de la pièce dépend de la température dans le four, de la composition chimique de la section transversale des pièces et de leur emplacement dans le four. Fours (fioul, fusion) et électriques (contact et induction. Lors du chauffage, des méthodes de chauffage non oxydantes sont utilisées : 1) le chauffage dans des bains avec un mélange de sels fondus est utilisé dans une mesure limitée pour chauffer de petites pièces à une température non dépassant 1050 degrés 2) chauffage dans du verre fondu jusqu'à 1300 degrés 3) chauffage dans des fours remplis de gaz protecteur.

Diagramme d’état de contrainte. L'état de contrainte est caractérisé par un ensemble de contraintes principales dans un petit volume isolé dans le corps déformable. Avec toute la variété des conditions de traitement sous pression, les modèles suivants de contraintes principales (contraintes normalement dirigées agissant dans des plans mutuellement perpendiculaires sur lesquels les contraintes tangentielles sont nulles) peuvent apparaître dans différentes parties d'un corps déformable (Fig. 17.2) : quatre volumétriques (UN), trois appartements(6) et deux linéaires(V). Pour chaque type de traitement sous pression, l'un des schémas présentés est prédominant.

Le pressage, le laminage, le marquage à chaud et le forgeage se caractérisent par une compression inégale sur tout le pourtour. Ce schéma de chargement est le plus favorable du point de vue de l'obtention du degré maximum de déformation plastique.

Lors de l'emboutissage et de l'étirage des feuilles, un schéma de compression double face avec tension est mis en œuvre.

En fonction des forces agissantes et du rapport de leurs ampleurs, le corps subit une déformation. L'ensemble des déformations qui se produisent dans différentes directions dans l'espace est généralement appelé état déformé.

Le schéma des principales déformations peut donner une idée de la nature du changement de structure du matériau source, du sens d'allongement des joints de grains et des grains. La structure prend un caractère ligne par ligne. Les joints de grains, les impuretés et les inclusions non métalliques qu'ils contiennent sont extraits, formant des fibres (voir Fig. 17.1). Ces modifications du métal déformé peuvent être détectées visuellement après gravure, car elles ont des dimensions macroscopiques.

Après traitement sous pression, le métal acquiert une anisotropie de propriétés prononcée. Dans le même temps, les caractéristiques de résistance sont

Riz. 17.2.

UN - volumétrique; b- plat; V- résistance temporaire linéaire, limite d'élasticité dans différentes directions - change moins que le plastique - allongement relatif, résistance aux chocs et même résistance à l'usure.

Toutes les caractéristiques énumérées sont plus grandes dans la direction des fibres que dans leur direction. Il convient de prendre en compte l'anisotropie des propriétés qui en résulte lors de la conception de pièces chargées obtenues par déformation plastique. Dans certains cas, la prise en compte de ces caractéristiques peut augmenter considérablement la durabilité des pièces, ainsi que réduire leur poids.

Influence des compositions chimiques et des phases. Différents métaux et leurs alliages ont des indices de ductilité différents et résistent dans la même mesure à la déformation plastique. Cependant, les métaux purs ont toujours une plus grande plasticité que leurs solutions solides, et les structures monophasées sont plus plastiques que les structures biphasées, surtout si ces phases diffèrent par leurs caractéristiques mécaniques. Il en va de même pour la présence de composés chimiques peu solubles dans les métaux.

Les inhomogénéités chimiques, les ségrégations et les gaz dissous réduisent considérablement la capacité du métal à subir une déformation plastique, en particulier à haute température.

En ce qui concerne les alliages fer-carbone, il convient de souligner particulièrement les effets nocifs de petites quantités de soufre et de phosphore.

Effet de la température. A basse température, la plasticité du métal diminue en raison d'une diminution de la mobilité thermique des atomes. Avec l'augmentation de la température, la plasticité augmente et la résistance à la déformation diminue (Fig. 17.3). Les courbes d'évolution de la ductilité et de la résistance ne sont pas toujours monotones ; En règle générale, dans la plage de température des transformations de phase, une légère augmentation de la résistance et une diminution des propriétés plastiques des métaux peuvent se produire. Presque tous les métaux et alliages dans la plage de température proche de la température de

Riz. 173. L'influence de la température de chauffage de l'acier sur ses propriétés plastiques (e) et sa résistance à la déformation plastique (a b) du lidus révèle une forte baisse des propriétés plastiques - ce qu'on appelle la plage de température de fragilité (TIB). Dans cette gamme, les propriétés plastiques sont proches de zéro. Ceci s'explique par le fait qu'à ces températures les joints de grains et les couches intercristallines qui s'y trouvent, y compris les impuretés fusibles, se ramollissent ou fondent, et même une légère déformation conduit à leur destruction. Plus le métal est pur, plus la plage de température de l’état fragile est courte et plus elle est proche de la température d’équilibre du solidus.

Effet du taux de déformation. La vitesse de déformation d'un matériau lors du traitement sous pression est largement déterminée par la vitesse de déplacement de l'outil de déformation, bien qu'elle ne lui soit pas identique. Il serait plus correct de considérer le taux de déformation comme la valeur du changement relatif de la taille d'un corps par unité de temps dans la direction de la force agissant, c'est-à-dire

où a cf est la vitesse moyenne de l'outil lors de la déformation ;h c p - valeur de déformation moyenne.

En règle générale, le taux de déformation moyen pour divers processus de traitement sous pression (tableau 17.1) varie dans la plage de KG 12 à 10-V 1.

L'influence de la vitesse de déformation sur la plasticité d'un métal est ambiguë. Lors d'un traitement par pression à chaud, une augmentation du taux de déformation réduit la ductilité du métal. Cela est particulièrement vrai lors du traitement des alliages de magnésium et de cuivre ainsi que des aciers fortement alliés. L'effet négatif de l'augmentation de la vitesse de déformation lors du traitement des alliages d'aluminium, des aciers faiblement alliés et des aciers au carbone est moins perceptible.

Lors d'un traitement par pression à froid, une augmentation du taux de déformation au-dessus de certaines valeurs entraîne une augmentation de

Tableau 17.1

Taux de déformation moyens pour différents types d'équipements de formage

une modification de la température du métal en cours de traitement due au dégagement d'une chaleur de frottement importante sur les plans de glissement, qui n'a pas le temps de se propager dans l'espace. Une augmentation de la température entraîne un ramollissement et une augmentation des propriétés plastiques. Cet effet peut être très important. Par exemple, lors d'un traitement sous pression à l'aide d'engins explosifs, il est possible d'obtenir des déformations plastiques très importantes dans le métal froid.

Questions de test et devoirs

• 1. Quel est le mécanisme de déformation plastique ?
• 2. Comment la présence de dislocations affecte-t-elle la résistance à la déformation plastique ?
• 3. Comparez les propriétés du métal coulé et du métal soumis à une déformation plastique.
• 4. Sous quel schéma de chargement la valeur maximale de déformation plastique peut-elle être obtenue ?
• 5. Dans quelle plage de température se situe la plage de température de fragilité, et qu'est-ce qui explique la diminution des propriétés plastiques du métal dans cette plage ?

• 1. Matières premières pour la métallurgie : minerais, flux, réfractaires, combustibles ; moyens d'augmenter la température de combustion du carburant métallurgique. Donnez des définitions et des exemples de formules chimiques.
• 2. L'essence des processus de scorification ; le rôle des laitiers et des fondants en métallurgie (en prenant l'exemple de la fusion en haut fourneau).
• 3. Réactions redox en métallurgie (en utilisant l'exemple de la production de fer et d'acier).
• 4. L’essence du processus de haut fourneau ; matières premières pour la production de fonte, produits de haut fourneau, évaluation de l'efficacité d'un haut fourneau. Schéma et principe de fonctionnement d'un haut fourneau.
• 5. Acier. L'essence du processus de production d'acier par réduction directe du fer à partir du minerai. Donnez des exemples de réactions chimiques réductrices lors de la réduction directe du fer à partir du minerai.
• 6. L'essence du processus de conversion de la fonte en acier. Caractéristiques comparatives des principales méthodes de production d'acier : en convertisseurs, en foyers ouverts, en fours électriques.
• 7. Méthode de production d'acier par conversion d'oxygène : matières premières, technologie, indicateurs techniques et économiques. Schéma du convertisseur d'oxygène.
• 8. Méthode à foyer ouvert pour la production d'acier : matières premières, technologie, indicateurs techniques et économiques. Schéma d'un four à sole ouverte.
• 9. Fusion de l'acier dans des fours électriques : l'essence du processus, les matières premières, les avantages, le champ d'utilisation. Schéma d'un four électrique pour la fusion de l'acier.
• 11. Fonderie d'acier, coulée dans des moules, coulée continue, structure de lingots d'acier. Schémas de coulée dans un moule, schéma de coulée continue d'acier, schémas de lingots d'acier calmes et bouillants.
• 12. Classification des pièces moulées et des méthodes de coulée selon l'échelle de production et les caractéristiques technologiques (exemples de coulée dans des moules uniques et permanents).
• 13. Propriétés de coulée des alliages : fluidité, retrait, mouillabilité, absorption des gaz, réactivité chimique, ségrégation. Comparaison des propriétés de coulée de l'acier et de la fonte.
• 14. Alliages de fonderie de base : fonte, silumine, bronze, acier ; le lien entre leurs propriétés de coulée et la technologie de fabrication et la qualité des produits de fonderie.
• 15. Moulage au sable : conception de moules, équipement de moulage, matériaux de moulage, champ d'application. Avantages et inconvénients du moulage au sable.
• 16. Coulée dans des moules en coquille : matières premières, technologie de fabrication des coquilles, portée de la méthode. Schéma d'obtention d'un casting. Avantages et inconvénients du moulage en coquille.
• 18. Coulée à froid : exigences relatives au moule de refroidissement et aux pièces moulées, aux moules de refroidissement revêtus ; domaine d'utilisation du procédé. Diagramme schématique du moule de refroidissement. Avantages et inconvénients de la presse.
• 19. Moulage par injection : l'essence du processus, domaine d'utilisation. Diagramme schématique d'un moule à injection. Avantages et inconvénients du procédé.
• 20. Coulée centrifuge : essence du procédé, domaine d'utilisation, avantages et inconvénients. Diagramme schématique de la coulée centrifuge.
• 21. Caractéristiques des principales méthodes d'obtention des profils de génie mécanique ; leurs caractéristiques comparatives (laminage, pressage, étirage). Diagrammes schématiques de ces processus.
• 22. Le concept de formage des métaux à chaud et à froid. Durcissement et recristallisation. Modifications des propriétés mécaniques lors du durcissement à froid et du chauffage ultérieur.
• 23. Plasticité des métaux, influence sur la plasticité de la composition chimique, température de chauffage, modèles d'état de contrainte, vitesse de déformation.
• 24. Lois fondamentales du traitement sous pression : constance du volume de moindre résistance, similarité ; les utiliser dans la pratique.
• 26. Laminage de métal
• 27. Forgeage. Domaine d'utilisation
• Question 29.
• Question 30.
• 33. Soudage à l'arc sous argon : schémas de principe et variétés, domaine d'utilisation.
• 34. Soudage automatique et mécanisé à l'arc submergé : principes, matériaux de soudage, avantages du procédé et applications.
• 36. Procédés métallurgiques lors du soudage : dissociation des substances, saturation du métal o, n, h, procédés de désoxydation, scorification, affinage du métal fondu.
• 37. Matériaux de soudage.
• 38. Processus thermiques
• 39. soudage par contact
• 40. L'essence du processus et des matériaux de soudure
• 45. Forces de coupe
• 49) Les principales parties structurelles des outils de coupe des métaux. Les principales surfaces et bords d'un outil de tournage.
• 50. Détermination des angles des outils de tournage dans un système de coordonnées statiques, leur objectif et leur influence sur le processus de coupe.
• 51. Matériaux d'outils : aciers à outils, alliages durs, céramiques de coupe, matériaux d'outils très durs. Leur objet et leur désignation.
• Aciers à outils
• Alliages durs céramo-métalliques
• Nuances de carbure revêtu
• Durabilité des outils de coupe des métaux
• Vitesse de coupe du métal admissible
• 55. Structure générale des principaux composants des machines universelles de découpe des métaux : systèmes porteurs, entraînements de mouvement, pièces de travail et systèmes auxiliaires. Composants principaux
• Systèmes porteurs MS
• Entraînements de mouvement principaux (MGD)
• Actionneurs
• Systèmes d'assistance
• 57. Caractère cinématique des entraînements de machines
• 61. Paramètres du mode de coupe sur les tours et séquence de détermination de leur combinaison rationnelle.
• 65. Forage. Principaux types de perceuses et leur fonction. Paramètres du mode de coupe lors du perçage (V, s, t, to) et séquence de leur combinaison rationnelle.

• Plastique- la capacité d'un métal à prendre une nouvelle forme sous charge sans s'effondrer.

  La ductilité des métaux est également déterminée par des essais de traction. Cette propriété se révèle dans le fait que, sous l'influence d'une charge, des échantillons de différents métaux s'allongent à des degrés divers et que leur section transversale diminue. Plus l’échantillon est capable de s’allonger et sa section transversale de se rétrécir, plus le métal de l’échantillon est ductile.

  Dans les conditions de formage des métaux, la plasticité est influencée par de nombreux facteurs : la composition et la structure du métal déformé, la nature de l'état de contrainte lors de la déformation, la déformation inégale, la vitesse de déformation, la température de déformation, etc. En modifiant certains facteurs, la plasticité peut être changé.

  1.Composition et structure du métal. La plasticité dépend directement de la composition chimique du matériau. Avec l’augmentation de la teneur en carbone de l’acier, la ductilité diminue. Les éléments qui composent l’alliage en tant qu’impuretés ont une grande influence. L'étain, l'antimoine, le plomb, le soufre ne se dissolvent pas dans le métal et, situés le long des joints de grains, affaiblissent les liaisons entre eux. Le point de fusion de ces éléments est bas ; lorsqu'ils sont chauffés sous déformation à chaud, ils fondent, ce qui entraîne une perte de ductilité.

  2. L’influence de la température est ambiguë. Les aciers à faible et moyenne teneur en carbone deviennent plus ductiles avec l'augmentation de la température (1). Les aciers fortement alliés ont une plus grande ductilité à froid (2). Pour les aciers pour roulements à billes, la ductilité est presque indépendante de la température (3) . Certains alliages peuvent avoir une gamme de ductilité accrue (4). Le fer industriel dans la plage 800...1000 0 C se caractérise par une diminution des propriétés plastiques (5). À des températures proches du point de fusion, la ductilité diminue fortement en raison d'une éventuelle surchauffe et d'un grillage.

  3. Nature de l’état de stress. Le même matériau présente une plasticité différente lorsque le modèle d’état de contrainte change. Le schéma de compression globale est le plus favorable à la manifestation des propriétés plastiques, car dans ce cas la déformation intergranulaire est entravée et toute déformation est due à une déformation intragranulaire. L'apparition de contraintes de traction dans le circuit réduit la ductilité. La plasticité la plus faible est observée dans le schéma de tension globale.

  4. Taux de déformation. À mesure que la vitesse de déformation augmente dans des conditions de déformation à chaud, la ductilité diminue. L'irrégularité de déformation existante provoque des contraintes supplémentaires, qui ne sont soulagées que si le taux de processus de ramollissement n'est pas inférieur au taux de déformation.

  La plasticité dépend de l'état structurel du métal, notamment lors d'une déformation à chaud. L'hétérogénéité de la microstructure réduit la plasticité. Les alliages monophasés, toutes choses égales par ailleurs, sont toujours plus ductiles que les alliages biphasés. Les phases ont des propriétés mécaniques inégales et la déformation est inégale. Les métaux à grains fins sont plus ductiles que ceux à grains grossiers. Le métal des lingots est moins ductile que le métal d'une billette laminée ou forgée, car la structure coulée présente une forte hétérogénéité de grains, inclusions et autres défauts.

La superplasticité n'est une propriété d'aucun alliage spécial et, avec une préparation appropriée de la structure et dans certaines conditions de déformation, se manifeste dans un grand nombre d'alliages traités par pression.

Il existe de nombreux alliages connus à base de magnésium, d'aluminium, de cuivre, de titane et de fer dont la déformation est possible dans des régimes de superplasticité.

La superplasticité ne peut se produire qu'à condition qu'aucune déformation locale ne se forme lors de la déformation (étirement de l'échantillon).

Lorsque la déformation est localisée dans l'échantillon, un amincissement local du col se produit et celui-ci est détruit relativement rapidement.

Pour les solides idéalement visqueux (newtoniens), m = 1 et l'allongement ne doit pas être accompagné de striction. Dans le cas d'une déformation plastique ordinaire t< 0,2, а в условиях сверхпластической деформации т >0,3 (généralement 0,4-0,7).

Lorsque la striction commence lors d'une déformation superplastique, e augmente dans cette section de l'échantillon et, en raison de la valeur élevée de m, la résistance à l'écoulement a augmente, ce qui entraîne l'arrêt de la striction. Ce processus est répété en continu, ce qui entraîne la formation d'un col courant (cols érodés) lorsqu'il se déplace le long de l'échantillon sans produire de compression localisée. Avec une telle déformation quasi uniforme, de très grands allongements sont obtenus lorsque l'échantillon est étiré.

Processus de déformation superplastique

La déformation superplastique structurelle se produit principalement en raison du glissement des joints de grains, bien que le glissement des dislocations intragranulaires existe également dans une certaine mesure.

Le problème de la création d'un matériau superplastique structurel industriel est avant tout d'obtenir des grains ultrafins équiaxés et de les préserver lors de la déformation superplastique.

La stabilisation de la granulométrie est obtenue : 1) en utilisant des alliages biphasés avec un rapport de phase volumétrique de 1 : 1 ; dans ce cas, le développement maximal de la surface d'interphase a lieu, ce qui assure une inhibition mutuelle de la croissance des grains de phase ; 2) l'utilisation de précipités dispersés, qui constituent une barrière au mouvement des joints de grains. Actuellement, le zinc-aluminium est plus souvent utilisé pour le traitement en état de superplasticité.
haut alliage TsA22 (22 % Al), alliages de titane, alliages biphasés de cuivre et de zinc (laiton), alliage d'aluminium constitué d'une solution a et de particules dispersées d'Al 3 Zr, et quelques autres.

Le phénomène de superplasticité dans l'industrie est utilisé dans l'emboutissage isotherme volumétrique et le moulage pneumatique. La superplasticité permet au processus d'emboutissage de produire des pièces de formes complexes en une seule opération, d'augmenter le taux d'utilisation du métal et de réduire l'intensité de la main-d'œuvre et le coût de fabrication des produits. L'inconvénient est la nécessité de chauffer les matrices à la température de traitement et le faible taux de déformation.