Прокатка, ее виды. Понятие о прокатном производстве.

1. Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Она обеспечивает получение заготовок для производства деталей, а в некоторых случаях и самих деталей требуемых форм и размеров с необходимыми механическими и физическими свойствами.

Обработка давлением – прогрессивный, экономичный и высокопроизводительный способ металлообработки, развивающийся в направлении максимального приближения форм и размеров заготовки к форме и размерам детали, что обеспечивает лучшее использование металла, сокращение трудоёмкости последующей обработки резанием и уменьшением себестоимости продукции.

Все процессы обработки металлов давлением основаны на использовании пластичности металла.

Для пластической деформации металла необходимо напряжение, которое больше предела его упругости σ_уп и меньше предела прочности σ_в (чтобы не получилось трещин). Пластическая деформация является следствием сдвигов, происходящих внутри и по границам зёрен.

2. Явление возврата и рекристаллизации. При нагреве наклепан­ного металла его структура из термодинамически неустойчивого состояния наклепа переходит постепенно в устойчивое равновес­ное состояние. Это сопровождается изменениями в свойствах ме­талла.

Начальное частичное снятие искажений кристаллической решетки при нагреве называется возвратом. При возврате уменьшаются твер­дость, прочность металлов, повышается пластичность, У сталей возврат наблюдается при нагреве до 200…300 °С.

При дальнейшем нагреве происходит полное снятие искажений кристаллической решетки, образование и рост зерен за счет наклепан­ных, восстановление пластичности металла. Образование новых зерен называется рекристаллизацией, а температуру, при которой начинают возникать новые мельчайшие зерна – температурой ре­кристаллизации (порогом рекристаллизации): Т_рекр = 0,4Т_пл.

3. Нагрев и нагревательные устройства. Рассмотрим изменения механических свойств отожженной мягкой (0,3 % С) стали в зависимости от температуры ее нагрева. При на­греве выше 300°С идет процесс разупрочнения стали, увеличивается пластичность и облегчается обработка давлением, следовательно, для такой обработки нагрев стали должен быть достаточно высоким, однако нельзя допускать пережога, который наблюдается при на­греве, близком к температурам линии солидуса.

Пережженный металл является неисправимым браком. Ниже зоны пережога лежит зона перегрева, выражающаяся резким ростом зерна аустенита, что приводит к образованию крупнозернистой структуры, определяющей пониженную пластичность при обработке давлением и пониженную прочность охлажденных изделий. Пере­гретый металл также является браком, но его можно исправить отжигом или нормализацией.

Заканчивать обработку давлением следует также при оптималь­ной температуре; продолжение обработки при более низкой темпе­ратуре приводит к неполной рекристаллизации и наклепу.

Печи для нагрева заготовок делятся на пламенные (нагреваемые при сжигании мазута или газа) и электрические. По распределению тепла в рабочем пространстве печи разделяются на камерные и мето­дические.

В небольших (площадью до 2,5 м²) камерных печах температура по всему пространству одинакова; в них нагревают мелкие заго­товки, допускающие ускоренный разогрев.

Крупные слитки нагревают в камерных регенеративных печах с выдвижным подом или в колодцевых печах (колодцах).

В электрических и муфельных печах с защитным газом производится безокислительный нагрев. Рис.33

При обработке с таким нагревом потери от угара сокращаются в 4…5 раз.