SU1553565A1 - Method of processing metallic materials - Google Patents
Method of processing metallic materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1553565A1 SU1553565A1 SU874180590A SU4180590A SU1553565A1 SU 1553565 A1 SU1553565 A1 SU 1553565A1 SU 874180590 A SU874180590 A SU 874180590A SU 4180590 A SU4180590 A SU 4180590A SU 1553565 A1 SU1553565 A1 SU 1553565A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- deformation
- stretching
- compression
- residual
- stage
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к области черной и цветной металлургии, в частности к практическому деформированию металлов раст жением и сжатием, однократным нагружению при нормальной температуре. Целью изобретени вл етс повышение пластических свойств материалов и конструкционной прочности в услови х действи раст гивающих направлений. Образец подвергают холодному пластическому деформированию раст жением. После раст жени осуществл ют деформацию сжатием. При этом деформирование раст жением провод т в пределах стадии деформационного упрочнени , а сжатием - в направлении, противоположном раст жению до остаточных деформаций, соответствующих первой стадии деструкции, определ емой при испытании недеформированного материала. Образец из ст. 30 подвергают деформации раст жением до остаточной деформации 23%, а затем дополнительно сжатием в направлении, противоположном раст жению, на величину остаточной деформации 12% и подвергают испытанию одноосным статическим раст жением. При этом пластичность δ повышаетс с 17 до 27%The invention relates to the field of ferrous and nonferrous metallurgy, in particular to the practical deformation of metals by stretching and compression, by single loading at normal temperature. The aim of the invention is to increase the plastic properties of materials and structural strength under conditions of action of tensile directions. The sample is subjected to cold plastic deformation by stretching. After stretching, deformation is performed by compression. In this case, the deformation by stretching is carried out within the limits of the deformation hardening stage, and by compression, in the direction opposite to stretching to residual deformations, corresponding to the first stage of destruction, determined during testing of the non-deformed material. Sample of art. 30 is subjected to tensile deformation to a residual deformation of 23%, and then further compression in the direction opposite to elongation by a residual deformation value of 12% and subjected to uniaxial static stretching testing. In this case, the plasticity δ increases from 17 to 27%
ψ с 42 до 47%.from 42 to 47%.
Description
нию. При Ј Ј 6 пластическа деформаци локализуетс в небольшом объеме (шейке), что делает невозможным ее использование дл упрочнени детали по всей длине (фиг. 1).niyu. At Ј Ј 6, plastic deformation is localized in a small volume (neck), which makes it impossible to use it to strengthen the part along its entire length (Fig. 1).
Величина остаточной деформации при сжатии не вл етс произвольной. Она выбираетс на основе разработанного метода пластически-деструкционного анализа, позвол ющего проводить оценку повреждаемости (деструкции) материала . В соответствии с ним по кривой сжати стритс деструкционна диаграмма , представл юща зависимость истинного напр жени течени S от остаточной деформации е д . По диаграмме определ ютс деформаци деструкции и деформаци начала потери устойчивости1 пластического течени материала (точки и DQ) на участке деформационного упрочнени при сжатии. Пластическое деформирование при сжатии провод т до остаточной деформации в пределах от Ј$, до Јj,8 . Деформирование сжатием до € ЈD| приводит при последующем испытании раст жением к менее заметному снижению прочностных свойств по сравнению с упрочнением, достигнутым при предварительном раст жении , однако пластичность при этом получаетс существенно ниже. Деформирование сжатием до .реуже не приводит к повышению пластичности при последующем испытании раст жением, а в отдельных случа х даже приводит к ее снижению из-за интенсивного развити повреждаемости насстадии потери устойчивости пластического течени (фиг о 2).The magnitude of the residual strain during compression is not arbitrary. It is selected on the basis of the developed method of plastically-destructive analysis, which allows an assessment of the damageability (destruction) of a material. According to it, along the compression curve of the streets, a destructive diagram representing the dependence of the true stress of the flow S on the residual deformation e. According to the diagram, the deformation of the deformation is determined and the deformation of the beginning of the loss of stability1 of the plastic flow of the material (points and DQ) in the area of the deformation hardening under compression. Plastic deformation under compression is carried out to a residual deformation ranging from Ј $ to Јj, 8. Warp compression to € ЈD | during subsequent tensile testing, results in a less noticeable decrease in strength properties as compared with the hardening achieved in the preliminary stretching, however, the ductility is significantly lower. Deformation by compression to a pressure does not lead to an increase in plasticity during subsequent tensile testing, and in some cases even leads to its reduction due to the intensive development of damage to the stage of loss of stability of the plastic flow (Fig. 2).
Повышение пластичности при ограничении деструкционных характеристик в указанных пределах объ сн етс следующими причинами. В точке деструкции DS возникает така повреждаемость, котора начинает оказывать вли ние на поведение твердого тела в целом, причем с увеличением остаточной деформации выше этой точки дол деструкционных процессов в общей деформации возрастает. Возникает ансамбль микротрещин, расположенных достаточно однородно в объеме тела. В точке Dg. производит новый этап развити повреждаемости , который заключаетс во взаимодействии этих трещин между собой, сли нии некоторых из них, что в конечном счете приводит к по влению магистральной трещины, В случае примеThe increase in ductility while limiting the destructive characteristics within the specified limits is explained by the following reasons. At the point of DS destruction, such damage occurs, which begins to influence the behavior of the solid body as a whole, and with an increase in residual deformation above this point, the proportion of destructive processes in the total deformation increases. There is an ensemble of microcracks located fairly uniformly in the volume of the body. At point Dg. produces a new stage in the development of damage, which consists in the interaction of these cracks with each other, the confluence of some of them, which ultimately leads to the appearance of the main crack, In the case of
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
нени схемы сжатие + раст жение (при окончательной деформации раст жением 3,8%) на поверхности образца отчетливо наблюдаютс микротрещины, при этом резко измен етс профиль поверхности, т.е. дл изделий, работающих в услови х действующих напр жений раст жени , обработка по такому циклу вл етс неблагопри тной: она естественно приводит к снижению пластичности.In the scheme of compression + stretching (with a final deformation by stretching 3.8%), microcracks are clearly observed on the surface of the sample, while the surface profile changes dramatically, i.e. for products operating under conditions of active tensile stresses, processing over such a cycle is unfavorable: it naturally leads to a decrease in ductility.
В случае предварительного деформировани по схеме раст жение + сжатие (при окончательной деформации 3,8%) на поверхности образца уже практически не наблюдаютс микротрещины (происходит их залечивание) и ее профиль близок к исходному. Така обработка вл етс благопри тной, поскольку она не приводит к возникновению повышенной повреждаемости. Процессы залечивани трещин наблюдаютс и при рекри- сталлизационном отжиге деформированного материала, но только в том случае, когда процессы деструкции развиваютс только в указанных интервалах деформировани . Выход за верхний предел этих ограничений приводит к необратимым структурным изменени м, что вл етс причиной снижени характеристик пластичности .In the case of a preliminary deformation according to the stretch + compression scheme (with a final deformation of 3.8%), microcracks are almost not observed on the surface of the sample (their healing takes place) and its profile is close to the initial one. Such treatment is beneficial since it does not lead to increased damage. The processes of healing of cracks are also observed during recrystallization annealing of the deformed material, but only in the case when the processes of destruction develop only in the specified intervals of deformation. Going beyond the upper limit of these limitations leads to irreversible structural changes, which cause a decrease in the ductility characteristics.
При холодном пластическом деформировании раст жением на стадии деформационного упрочнени прочность металла возрастает, а пластичность понижаетс , при этом отношение @o,Q/6t , ха . рактеризующее ресурс пластичности, стремитс к единице. При последующем деформировании сжатием в пределах ЈЛ( - Јje временное сопротивление металла несколько понижаетс по сравнению с предварительным раст жением, в то врем как предел текучести и отношение 5 01{/5б уменьшаютс намного сильнее , а относительное удлинение и сужение поперечного сечени возрастают, что свидетельствует о повышении ресурса пластичности металла и, следовательно , конструкционной прочности изделий.During cold plastic deformation at the stage of strain hardening, the strength of the metal increases, and the ductility decreases, while the ratio @ o, Q / 6t, xa. the plasticizing resource of plasticity tends to unity. During subsequent deformation by compression within ЈL (- Јje, the temporary resistance of the metal decreases somewhat compared with the preliminary stretching, while the yield strength and the ratio 501 {/ 5b decrease much more, and the relative elongation and contraction of the cross section increase, which indicates on increasing the plasticity resource of the metal and, consequently, the structural strength of products.
Проведенные исследовани показали, что аналогов предлагаемому способу обработки нет.Studies have shown that there are no analogues to the proposed method of treatment.
Пример 1. Отожженную сталь 30 испытали одноосным статическим сжатием: определили интервал деформаций , в котором происходит развитие деструкционных процессов и сохран етс устойчивость пластического течени . Он оказалс в пределах 9-13% остаточной деформации. Группу образцов подвергли пластическому деформированию одноосным статическим раст жением до остаточной деформации 23%, соответствующей концу стадии деформационного упрочнени (точка В на диаграмме раст жени ). Другую группу образцов продеформировали точно так же раст жением, а затем дополнительно сжатием в направлении, противоположном раст жению, на величину остаточной деформации 12%, наход щуюс в указанном интервале. После этого все образцы, включа сталь в исходном состо нии, испытали одноосным статическим раст жением.Example 1. Annealed steel 30 was tested by uniaxial static compression: a deformation interval was determined, in which the development of destructive processes takes place and plastic flow stability is maintained. It turned out to be within 9–13% residual strain. A group of samples was subjected to plastic deformation by uniaxial static stretching to a residual strain of 23%, corresponding to the end of the deformation hardening stage (point B in the stretching diagram). Another group of specimens was deformed in the same way by stretching, and then further compressing in the direction opposite to stretching, by a residual strain of 12% in the specified range. After that, all specimens, including steel in the initial state, were tested by uniaxial static stretching.
Механические свойства представле- ны в таблице.Mechanical properties are presented in the table.
Анализ результатов испытаний показал , что деформирование стали 30 на 23% (таблица, пункт 2) приводит к резкому упрочнению отожженной стали и снижению ее пластичности:. ( возрастает с 390 до 690 МПа, oV- c 570 до 690 МЛа, при этом 6ОЛ/6Ъ 1 8 понижаетс с 44 до 17%, а у - с 52 до 42%.Analysis of the test results showed that the deformation of steel 30 by 23% (table, paragraph 2) leads to a dramatic hardening of annealed steel and a decrease in its ductility: (increases from 390 to 690 MPa, oV- from 570 to 690 MLa, while 6OL / 6,08 decreases from 44 to 17%, and y from 52 to 42%.
Деформирование сжатием на 12% (в пределах установленного интервала) после раст жени на 23% (таблица, пункт 4) приводит к снижению 60((г с 690 до 490 МПа, а э& - с 690 до 600 МПа, одновременно существенно повышаютс характеристики пластичности: о - с 17 до 27%; V - с 42 до 47%; измен етс вид диаграммы нагрузка - деформаци по сравнению с диаграммой стали, упрочненной только раст жением: диаграмма удлин етс , на ней по вл ютс две стадии, характеризуюцие пластическое течение (фиг. 3). При этом резко возрастает ресурс пластичности стали и конструкционна прочность изделий , о чем свидетельствует заметное снижение отношени б о.е/б б (до 0,8). Кроме того, если сопоставить результаты , полученные после обработки по оптимальным параметрам (таблица, пункт 4), со свойствами отожженной и деформированной только раст жением стали, то можно отметить что эффект .повышени пластичности еще более значителен , при этом прочносные характеристики получаютс выше, чем в отожженном состо нии.Deformation by compression by 12% (within the established interval) after stretching by 23% (table, clause 4) leads to a decrease of 60 ((g from 690 to 490 MPa, and e & from 690 to 600 MPa; at the same time, the characteristics ductility: about - from 17 to 27%; V - from 42 to 47%; the form of the load-deformation diagram changes compared to that of steel strengthened only by stretching: the diagram lengthens, two stages appear on it, plastic characterization flow (Fig. 3). At the same time, the plasticity resource of steel and structural strength increase sharply ü products, as evidenced by a noticeable decrease in the ratio of bout b / b (to 0.8). In addition, if we compare the results obtained after processing according to the optimal parameters (table, clause 4), with the properties of annealed and deformed only However, it can be noted that the effect of increasing plasticity is even more significant, and the strength characteristics are higher than in the annealed condition.
Деформирование сжатием с остаточными деформаци ми ниже или выше усCompression deformation with residual deformations below or above
5five
5five
00
тановленного интервала не позвол ют получить такие результаты: оно приво - дит к более низким значени м пластичности . Действительно, если деформаци сжатием составл ет 5%, т.е. ниже нижнего предела установленного интервала (таблица, пункт 3), то в этом случае относительное удлинение составл ет 20% по сравнению с 27%, а поперечное сужение - 44% по сравнению с 47%. При этом ресурс пластичности и конструкционна прочность также уменьшаютс , о чем свидетельствует повышение отношени (Гоа / (Гв до 0,9. Есди же деформаци стали составл ет 16%, т.е. она выше верхнего предела установленного интервала (табл., пункт 5), то и в этом случае характеристики пластичности получаютс ниже: о 23% по сравнению с 27% и Ц - 40% по сравнению с 47%.The reduced interval does not allow one to obtain such results: it leads to lower values of plasticity. Indeed, if the compression strain is 5%, i.e. below the lower limit of the established interval (table, point 3), in this case the relative elongation is 20% compared to 27%, and the transverse narrowing is 44% compared to 47%. At the same time, the ductility resource and structural strength are also reduced, as evidenced by the increase in the ratio (Goa / (HV to 0.9. If the steel deformation is 16%), i.e. it is above the upper limit of the established interval (Table, point 5 ), and in this case, the characteristics of plasticity are lower: about 23% compared with 27% and C - 40% compared with 47%.
Таким образом, раст жение конструкционной стали в пределах участка деформационного упрочнени и последующее сжатие в пределах от деформации деструкции до начала потери устойчивости пластического течени материала приводит к одновременному повышению пластичности и конструкционной прочности стали.Thus, the stretching of structural steel within the strain hardening area and subsequent compression within the limits from deformation of the degradation to the beginning of the loss of stability of the plastic flow of the material leads to a simultaneous increase in ductility and structural strength of the steel.
5five
00
00
5five
Пример 2. В качестве баз ово- го объекта выбрана втулка парнирно- болтового соединени , изготавливаема из алюминиевой бронзы Бр АЖН 10-4-4 и Бр АЖМ 10-3-1,5. Услови эксплуатации втулки предполагают возникновение в ней напр жений раст жени в направлении продольной оси, которые в пределе привод т к ее разрушению, т.е. на последнем этапе .работа детали контролируетс раст гивающими усили ми. Учитыва то обсто тельство, что фак- с тически все упрочн ющие обработки привод т одновременно к снижению пластичности , то дл услойий действи в детали раст гивающих напр жений это существенно затрудн ет, а часто даже исключает возможность примен ть дл этой цели такие способы упрочнегаш , как холодна пластическа деформаци . В этих случа х эффективным вл етс предлагаемый способ одновременного повышени при холодной пластической деформации как прочности, так и пластичности , что в конечном счете приводит к увеличению конструкционной прочности детали.Example 2. As a base for an ovoid object, a bushing of a bolted and bolted joint was selected, made of aluminum bronze Br АZHN 10-4-4 and Br АЖМ 10-3-1.5. The operating conditions of the sleeve imply the appearance of tensile stresses in it in the direction of the longitudinal axis, which ultimately leads to its destruction, i.e. at the last stage, the work of the part is controlled by tensile forces. Taking into account the fact that in fact all strengthening treatments lead simultaneously to a decrease in ductility, then for the application of tensile stresses in a part this significantly complicates, and often even makes it impossible to use for this purpose such methods of strengthening, how cold the plastic deformation is. In these cases, the proposed method of simultaneously increasing both cold strength and plasticity during cold plastic deformation is effective, which ultimately leads to an increase in the structural strength of the part.
С этой целью обработку нужно вести в следующей последовательности.For this purpose, the treatment must be carried out in the following sequence.
В срответствии со штатным техноло- ическим процессом втулка вытачивает- р из холоднот нутой трубы с повышенным комплексом механических свойств: МПа, О / 5%. Указанные свойст- а получают в результате холодной пластической деформации исходной ци- линдрической заготовки со степен ми деформации раст жением ЈЈ40%, т.е. з исходном материале холоднот нутой грубы реализуетс первый этап упрочнени материала раст жением: упрочне- ие в области деформаций, исключающих их локализацию- с образованием шейки I Следующа операци изготовлени детали предусматривает вырезку из грубы цилиндрической заготовки (фиГоА с высотой tgjj , определ емой предельной степенью деформации сжатием в збласти от деформации деструкции до начала потери устойчивости пластического течени материала по формуле In accordance with the standard technological process, the sleeve turns out of the cold-drawn pipe with an increased complex of mechanical properties: MPa, O / 5%. These properties are obtained as a result of cold plastic deformation of the initial cylindrical billet with strain degrees of ЈЈ40%, i.e. The starting material of the cold-naked coarse material is the first stage of hardening the material by stretching: hardening in the deformation region, which prevents their localization, with the formation of a neck. compression in the region from deformation of the destruction to the beginning of the loss of stability of the plastic flow of the material according to the formula
1 +Ј 1 + Ј
СЈК SЈK
Где Ј - степень деформации сжатием;Where Ј is the degree of deformation by compression;
tЈn высота заготовки после сжати «зо Полученна заготовка высотой Подвергаетс осадке на прессе до высоты , т.е. реализуетс второй этап реформировани детали сжатием с деформаци ми в интервале от деформацииtЈn the height of the workpiece after compression "zo". The resulting workpiece is the height. It is drained on the press to the height, i.e. the second stage of reforming the part is compressed with compression with deformations in the interval from deformation
деструкции до начала потери устойчивости пластического течени (фиг.5).destruction before the onset of buckling of plastic flow (figure 5).
Из полученной заготовки вытачиваетс деталь (втулка) в соответствии с требовани ми фиг. 6.A part (sleeve) is machined from the resulting blank according to the requirements of FIG. 6
По предлагаемой технологии изготовлено 5 втулок шарнирно-болтового соединени и проведены их испытани на лабораторном стенде с целью проверки эффективности предлагаемого способа. Оценка остаточных деформаций по сравнению со штатными издели ми показала преимущественно упрочненных по предлагаемой технологии втулок не менее, чем на 20% по остаточной деформации при одновременном повышении напр жени течени не менее, чем на |5%.According to the proposed technology, 5 bushings of the hinged and bolted joint were made and they were tested on a laboratory bench in order to verify the effectiveness of the proposed method. Evaluation of residual deformations compared with standard products showed predominantly hardened sleeves of the proposed technology not less than 20% in residual deformation, while simultaneously increasing the flow voltage of not less than | 5%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874180590A SU1553565A1 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Method of processing metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874180590A SU1553565A1 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Method of processing metallic materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1553565A1 true SU1553565A1 (en) | 1990-03-30 |
Family
ID=21280144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874180590A SU1553565A1 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Method of processing metallic materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1553565A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-12 SU SU874180590A patent/SU1553565A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гул ев А.П. Металловедение. М.: Металлурги , 1977, с. 83. Щербак А0М., Романов А.Н. Сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению малоуглеродистых сталей при повышенных температурах в св зи с эффектом старени . - Сб. Структурные факторы малоциклового разрушени металлов. М.: Наука, 1977, с. 51-64. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chesnutt et al. | Relationship between mechanical properties, microstructure, and fracture topography in α+ β titanium alloys | |
| US3826124A (en) | Manufacture of tubes with improved metallic yield strength and elongation properties | |
| US4472207A (en) | Method for manufacturing blank material suitable for oil drilling non-magnetic stabilizer | |
| Polyakova et al. | Effect of microstructure and mechanical properties formation of medium carbon steel wire through continuous combined deformation | |
| Wigmore et al. | The low-cycle fatigue behaviour of copper at elevated temperatures | |
| SU1553565A1 (en) | Method of processing metallic materials | |
| US3486361A (en) | Strengthening of elongated metal sections | |
| US3230118A (en) | Method of developing high physical properties in ferrous material and product produced thereby | |
| Kim et al. | Finite element analysis of the onset of necking and the post-necking behaviour during uniaxial tensile testing | |
| US6406567B1 (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminium alloy product | |
| Banshchikova et al. | Laws of the creep of metallic materials at high temperatures | |
| Krasowsky et al. | Fracture toughness of nodular graphite cast irons under static, impact and cyclic loading | |
| EP0848073A1 (en) | Stress relieving of an age hardenable aluminium alloy product | |
| McEvily et al. | The growth of short fatigue cracks under compressive and/or tensile cyclic loading | |
| Vaidyanathan et al. | Deep Drawing of constrained groove pressed EDD steel sheets | |
| US2764514A (en) | Process for producing steel rods for prestressing concrete | |
| SU1581756A1 (en) | Method of strengthening rolled steel | |
| Renzhi | Effect of residual stresses of shot peening on the fatigue behaviour of a high strength steel | |
| Toribio et al. | Crack tip fields and mixed mode fracture behaviour of progressively drawn pearlitic steel | |
| Elsesser et al. | The Influence of Aging on the Bauschinger Effect in Inelastically Strained Beams | |
| Mozley | Elevated Temperature Aging of 24S Aluminum Alloy | |
| Zhilyaev et al. | Gradient of strength and microstructure after deformation by free torsion of metal bar | |
| Nawwar et al. | The improvement of fatigue strength by edge treatment: Paper describes a method of improving the fatigue strength of sheet material by edge treatment referred to as edge dimpling | |
| JPH0580544B2 (en) | ||
| Krasnoveikin et al. | Characteristic Features of Physical and Mechanical Properties of Ultrafine-Grained Al–Mg Alloy 1560 |