Prelucrarea Metalelor și Aliajelor prin Deformare Plastică

1.1. PRELUCRAREA METALELOR ŞI ALIAJELOR PRIN DEFORMARE PLASTICĂ

1.1.1. Noţiuni generale

Deformarea plastică reprezintă totalitatea fenomenelor de alunecare, maclare, difuzie şi transmigrare a atomilor interfazici sau intercristalini; poate fi inţeleasă prin simplificare la principalul mecanism, alunecarea.

Alunecarea se produce pe plane de maximă densitate în atomi; alunecarea bare loc de-a lungul planului numai dacă tensiunea (tensiunea de forfecare) atinge o valoare citică. În vecinătatea planului de alunecare apar perturbări elastice care blochează celelalte plane de alunecare ce tind la mărirea forţei să se orientezre favorabil alunecării.

La baza prelucrării prin deformare plastică a metalelor şi aliajelor stă proprietatea de plasticitate, care defineşte capacitatea acestora de a căpăta deformaţii permanente sub acţiunea unor forţe exterioare.

Avantaje:

- obţi¬nerea unor proprietăţi mecanice mai bune, datorită unei structuri mai omogene şi mai bune;

- consum minim de material;

- asigură o productivitate foarte ridicată;

- conduce la obţinerea unei game foarte largi e piese, cu configuraţii simple până la cele mai complexe, cu nu număr minim de operaţii;

- asigură obţinerea unei precizii ridicate (mai ales la rece) cu o manoperă redusă etc. Dezavantaje:

- investiţiile mari determinate de necesitatea unor forţe mari de deformare;

- complexitatea utilajelor;

- costul ridicat al sculelor.

Legile prelucrării prin deformare plastică. Comportarea metalelor şi aliajelor în timpul deformării plastice respectă anumite legi stabilite pe cale teoretică şi experimentală. Cunoaşterea lor este absolut necesară pentru stabilirea unor măsuri practice care să conducă la realizarea piesei dorite în condiţiile unui preţ de cost scăzut şi a unei produc¬tivităţi mari.

Legea volumului constant. Făcând abstracţie de unele pierderi de material prin ardere şi prin îndesarea materialului cu goluri interioare, se poate considera că volumul se păstrează constant în timpul deformării. Semifabri¬catul iniţial I, de volum Vo = ao•bo•ho, sub acţiunea forţei P, capătă forma II (figura 1.1) de volum V=a•b•h, respectându-se egalitatea ao- bo- ho = abh = constant.

Legea coexistenţei deformaţiilor elastice şi plastice în timpul defor¬mării. Deformarea plastică, de mărime p, este însoţită întotdeauna de o defor¬mare elastică, de mărime e astfel încât deformaţia totală t este t=e +p. După înlăturarea cauzei care a provocat deformarea, deformaţia-elastică dispare.

Legea minimei rezistenţe constă în aceea că deplasarea punctelor corpului deformat situate pe suprafaţa perpendiculară pe direcţia forţelor exterioare, are loc după distanţa cea mai mică la perimetrul secţiunii, între diferitele posibilităţi de deplasare ale punctelor Mt (figura 1.2.), se alege aceea pe care rezistenţa întâmpinată este minimă.

Legea apariţiei şi echilibrării tensiunilor interne, în timpul deformării, datorită acţiunii sculelor, încălzirii neuniforme a materialului, neomogenităţii proprietăţilor fizico-chimice şi mecanice, frânarii mişcării dislocaţiilor, apar tensiuni interne care se opun deformării şi care tind să se echilibreze reciproc. Aceste tensiuni, rămase în piesă, se adaugă tensiunilor din timpul funcţionării acestora, putând depăşi rezistenţa la rupere şi scoaterea lor din funcţiune.

Legea similitudinii. Pentru aceleaşi condiţii de deformare, la două corpuri geometrice asemenea, cu aceleaşi faze structurale, aceeaşi compoziţie chimică şi aceleaşi caracteristici mecanice, presiunile specifice de deformare p şi p1 sunt egale între ele, raportul forţelor de deformare F/F1 este egal cu pătratul raportului mărimilor liniare l şi l1, iar raportul lucrului mecanic necesar schim¬bării formei L/L1 este egal cu cubul raportului mărimilor liniare ale corpului deformat.