В современном производстве металлических конструкций широко применяют обработку давлением. В этом процессе используется пластичность металла, т.е. его способность деформироваться под действием внешних сил без разрушения и сохранять полученную форму и размеры после прекращения этого воздействия. При этом металл деформируется и испытывает напряжения двух видов: нормальные (растягивающие или сжимающие) и касательные (сдвиговые).

Различают деформацию упругую (обратимую) и пластическую (необратимую, остаточную). Пластическая деформация при обработке металлов давлением способствует образованию формы изделия, а упругая деформация затрудняет ее образование. Так, при снятии внешней нагрузки форма и размеры заготовки изменяются вследствие остаточной упругой деформации.

Не все материалы в обычных условиях обладают достаточной пластичностью и поэтому не все они могут быть подвергнуты обработке давлением. Некоторые металлы и сплавы весьма пластичны при комнатной температуре, а некоторые приобретают ее только при высоких температурах. Однако имеются и такие материалы, пластичность которых в обычных условиях близка к нулю и не проявляется даже с повышением температуры. Вместе с тем известно, что при значительном всестороннем сжатии непластичные в обычных условиях материалы становятся пластичными. Так, при всестороннем сжатии 300 МПа мрамор и известняк становились пластичными – остаточная деформация достигала 70-80 %. В настоящее время установлено, что все современные сверхтвердые материалы при всестороннем сжатии под давлением свыше 60 тыс. МПа становятся пластичными. Внешние условия (давление) способны воздействовать не только на пластичность, но и на прочность, а также и на другие свойства. Так, хрупкий молибден, подвергнутый гидропрессованию, повышает свою прочность в 2-3 раза, пластичность – в 10 раз, а ударную вязкость – в 15-20 раз. Объяснить различие свойств материалов, по-видимому, можно двумя основными причинами: различием строения материалов и внешними условиями, в которых они находятся. Наиболее логичное и обстоятельное объяснение механизма пластической деформации дает теория дислокаций, согласно которой скольжение атомных плоскостей относительно друг друга рассматривается как результат перемещения дислокаций, т.е. линейных дефектов кристаллической решетки.

Если обработка металлов давлением выполняется при температуре ниже температуры рекристаллизации, то такая обработка называется холодной.

Если обработка металлов давлением происходит при нагреве металлического тела выше температуры рекристаллизации, то она называется горячей.

Осадку считают основной операцией, во время которой обеспечивают заковку внутренних несплошностей. Принято считать, что закрытие дефектов происходит при осадке на 50 % и более. Однако при этом имеет значение соотношение размеров заготовки.

Осадка необходима в том случае, когда у металла поковки требуются повышенные свойства в поперечно-ориентированных образцах. Но следует иметь в виду, что осадка может быть лишней, а иногда и вредной операцией. Применение осадки связано со значительным увеличением трудоемкости, снижением производительности и увеличением мощности оборудования. В связи с этим осадку в качестве промежуточной операции (в целях повышения пластичности и вязкости металла) целесообразно применять тогда, когда для поковки не обеспечивается уковка, равная 2.

См. также: