ГЛАВА 7. ХОЛОДНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
СТАЛИ
Холодная деформация, которой
подвергается, как правило, горя-чедеформированная сталь, проводится для
получения стальных изделий нужной формы и размера с заданной чистотой
поверхности. Существует несколько способов холодной деформации стали —
прокатка, волочение, экструзия, штамповка, каждый из которых
производится на специальном оборудовании. Холодная прокатка
осуществляется на специальных станах. Мало- и среднеуглеродистые
стали прокатывают на непрерывных многоклетьевых, труднодеформируе-мые — на
одноклетьевых, легированные, в том числе нержавеющие,— на реверсивных
станах. При прокатке широких полос малой толщины используют многовалковые
станы.
Деформацию волочением применяют
при производстве изделий малых сечений и относительно большой длины
(проволоки, тонкостенных труб малого диаметра). Волочение
горячекатаных прутков осуществляют с целью повышения точности
размеров и качества поверхности (этот процесс еще называют
калибровкой). Калибровке подвергают также катанку и трубы, получаемые
горячей прокаткой или прессованием. Волочение позволяет увеличить диаметр
труб (раздача труб волочением). При экструзии металл протягивается через
специальные матрицы — фильеры. Этим способом можно получить
изделия любого профиля. Холодной штамповкой листовой стали
изготавливают полые изделия. К основным операциям холодной штамповки
относятся гибка, свертка, вытяжка, обжим, раздача.
§ 1. Упрочнение стали при холодной
деформации
В процессе холодной деформации
сталь значительно упрочняется, поэтому холодная прокатка, волочение,
экструзия — весьма эффективные способы повышения прочности стали. С
помощью холодной деформации в изделиях специального назначения удается
повысить прочность до 3000 МПа и выше.
Способность стали к
деформационному упрочнению в процессе холодной пластической деформации
характеризуется показателем деформационного упрочнения пу, который
определяется экспериментально при испытаниях на растяжение:
(4.3)где а*0 и йв —
соответственно диаметры образца до испытания и в момент максимальной
нагрузки.
Упрочнение стали начинается
после окончания упругой стадии деформации, когда в металле происходит
множественное скольжение дислокаций и тормозится их движение. Величина
пластической деформации в, приводящей к генерированию дислокаций в
стали, определяется выражением
(4.4)где о — текущее
напряжение; ат — предел текучести; Е — модуль
сдвига стали.
Плотность дислокаций с вектором
Бюргерса Ь, образующихся при пластической деформации,
пропорциональна отношению е/Ь.
