„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Tomasz Jeziorowski
Posługiwanie się podstawowymi pojęciami z zakresu
obróbki plastycznej 812[01].Z2.01
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inŜ. Robert Wanic
mgr inŜ. Andrzej Pasiut
Opracowanie redakcyjne:
mgr Janusz Górny
Konsultacja:
mgr inŜ. Marek Olsza
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 812[01].Z2.01
„Posługiwanie się podstawowymi pojęciami z zakresu obróbki plastycznej”, zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu operator maszyn i urządzeń do obróbki
plastycznej 812[01].
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1.
Wprowadzenie
3
2.
Wymagania wstępne
4
3.
Cele kształcenia
5
4.
Materiał nauczania
6
4.1.
Podstawowe wiadomości z mechaniki odkształceń plastycznych
6
4.1.1.
Materiał nauczania
6
4.1.2. Pytania sprawdzające
13
4.1.3. Ćwiczenia
13
4.1.4. Sprawdzian postępów
14
4.2.
Wewnętrzny mechanizm odkształceń plastycznych
15
4.2.1. Materiał nauczania
15
4.2.2. Pytania sprawdzające
19
4.2.3. Ćwiczenia
19
4.2.4. Sprawdzian postępów
20
4.3.
Zgniot
21
4.3.1. Materiał nauczania
21
4.3.2. Pytania sprawdzające
23
4.3.3. Ćwiczenia
24
4.3.4. Sprawdzian postępów
25
4.4.
Wpływ temperatury na właściwości plastyczne metali
26
4.4.1. Materiał nauczania
26
4.4.2. Pytania sprawdzające
32
4.4.3. Ćwiczenia
33
4.4.4. Sprawdzian postępów
35
4.5.
Podstawowe sposoby obróbki plastycznej
36
4.5.1. Materiał nauczania
36
4.5.2. Pytania sprawdzające
43
4.5.3. Ćwiczenia
44
4.5.4. Sprawdzian postępów
47
5.
Sprawdzian osiągnięć
48
6. Literatura
53
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1.
WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy na temat podstawowych pojęć
z zakresu obróbki plastycznej oraz wpływu poszczególnych mechanizmów obróbki
plastycznej na właściwości metali.
W poradniku znajdziesz:
−
wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
−
cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
−
materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,
−
zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy juŜ opanowałeś określone treści,
−
ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
−
sprawdzian postępów,
−
sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań testowych.
−
literaturę.
812[01].Z2
Technologia wytwarzania
wyrobów metodami obróbki
plastycznej
812[01].Z2.02
Wykonywanie operacji obróbki
cieplnej i cieplno - chemicznej
812[01].Z2.01
Posługiwanie się podstawowymi
pojęciami z zakresu obróbki
plastycznej
812[01].Z2.03
Przygotowanie i nagrzewanie
wsadu do obróbki plastycznej
812[01].Z2.04
Wykonywanie wyrobów
w procesie walcowania
i ciągnienia
812[01].Z2.05
Wykonywanie wyrobów
w procesie kucia
812[01].Z2.06
Wykonywanie wyrobów
w
procesie tłoczenia
Schemat układu jednostek modułowych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
2.
WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
scharakteryzować budowę krystaliczną metali,
−
wyjaśnić przebieg krzepnięcia czystego metalu,
−
rozróŜnić składniki strukturalne stopu Fe – C na podstawie wykresu Ŝelazo-cementyt,
−
określić właściwości metali i ich stopów,
−
wykonać badanie właściwości mechanicznych i technologicznych metali i stopów,
−
rozpoznać na podstawie oznaczenia: stal, staliwo, Ŝeliwo, metale nieŜelazne i ich stopy,
−
skorzystać z PN, katalogów, poradników.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
3.
CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
wyjaśnić pojęcie plastyczność metalu,
−
wyjaśnić wpływ obróbki plastycznej na strukturę i właściwości metalu,
−
rozróŜnić podstawowe sposoby obróbki plastycznej,
−
określić zalety techniczne obróbki plastycznej,
−
określić podstawowe mechanizmy odkształcenia plastycznego,
−
uzasadnić wykorzystanie plastycznych właściwości metali w procesach obróbki
plastycznej,
−
rozróŜnić pojęcia: stopień gniotu, zgniot i tekstura zgniotu, umocnienie, rekrystalizacja,
−
wykazać wpływ temperatury na plastyczność metali,
−
wyjaśnić zasadę stałej objętości,
−
wyjaśnić pojęcie stopnia przerobu plastycznego,
−
scharakteryzować obróbkę plastyczną na gorąco,
−
scharakteryzować obróbkę plastyczną na zimno,
−
wskazać sposób usunięcia zmian w metalu, spowodowanych odkształceniem
plastycznym,
−
skorzystać z wykresu Ŝelazo
−
cementyt,
−
skorzystać z literatury technicznej, norm, poradników.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
4.
MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Podstawowe
wiadomości
z
mechaniki
odkształceń
plastycznych
4.1.1. Materiał nauczania
Odkształcenie plastyczne
Plastycznością metali nazywamy ich zdolność do trwałego odkształcania się pod
wpływem obciąŜeń zewnętrznych, bez naruszenia spójności cząsteczek (bez występowania
pęknięć). Odkształcenia plastyczne metali występują jedynie po przekroczeniu pewnej
minimalnej wartości obciąŜeń oraz jeŜeli nie zostanie przekroczone określane obciąŜenie
maksymalne. Działanie obciąŜeń zbyt małych nie zmienia trwale kształtów ani wymiarów
ciała, a przy obciąŜeniu zbyt duŜym następuje naruszenie jego całości. Na przykład próbka
stalowa w kształcie sześcianu o boku 1 cm obciąŜona siłą 10 000 N spłaszczy się nieznacznie,
a po usunięciu obciąŜenia wróci do pierwotnych wymiarów. Odkształcenie takie nazywa się
spręŜystym. Ta sama próbka poddana naciskowi 40 000 N odkształci się w ten sposób, Ŝe po
usunięciu nacisku tylko nieznaczna część odkształcenia zaniknie. Pozostanie, zatem
odkształcenie trwałe, przy czym tworzywo próbki nie ulegnie uszkodzeniu. Będzie to, więc
odkształcenie plastyczne. W razie zwiększenia nacisku na próbkę do 70 000 N ulega ona
zniszczeniu.
Odkształcenie plastyczne podczas jednoosiowego rozciągania
Najprostszym, ogólnie znanym przypadkiem, na którym moŜna zilustrować przebieg
odkształcania się metalu, są zaleŜności między napręŜeniami i odkształceniami w próbie
rozciągania. Na rys. 1a i 1b przedstawiono dwa typowe wykresy, które moŜna otrzymać na
podstawie rozciągania próbek metalowych. Na osiach odciętych oznaczono tutaj miarę
odkształcenia:
0
l
∆l
ε
=
gdzie:
ε
– odkształcenie względne,
∆
l – przyrost długości (
∆
l = l
1
-1
0
),
l
o
– długość początkowa [m],
l
1
– długość końcowa (po odkształceniu)[m].
Na osi pionowej podano miarę napręŜenia, przy czym wykreślono krzywą napręŜeń
umownych gdzie:
0
F
P
=
σ
gdzie:
σ
– napręŜenie umowne [N/mm
2
],
P – siła rozciągająca próbkę [N],
F
o
– początkowa powierzchnia przekroju próbki (przed rozciąganiem) [mm
2
],
oraz krzywą napręŜeń rzeczywistych
F
P
R
=
pl
gdzie:
P – siła rozciągająca próbkę [N],
R
pl
– napręŜenie rzeczywiste [N/mm
2
],
F – rzeczywista powierzchnia przekroju próbki zmienna podczas rozciągania [mm
2
].
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
Rys. 1. ZaleŜność między napręŜeniami i odkształceniami w próbie jednoosiowego rozciągania: a) wykres
charakteryzujący rozciąganie metali o wyraźnie zaznaczonej granicy plastyczności (np. stal w stanie
zimnym), b) wykres rozciągania próbek z metali niewykazujących nieciągłości na granicy plastyczności
(np. stal na gorąco, miedź, aluminium, ołów i inne) [2, s. 16]
Na przedstawionych wykresach 1 a i b, do pewnej granicy zaleŜność
σ
od
ε
jest
prostoliniowa, czyli napręŜenia są proporcjonalne do odkształcenia. W przybliŜeniu, równieŜ
do tej granicy występują wyłącznie odkształcenia spręŜyste. JeŜeli więc obciąŜy się próbkę
tak, Ŝe wywołane napręŜenia osiągną wartość
σ
A
, a odkształcenia
ε
A
i następnie się ją
odciąŜy, to wszystkie stany pośrednie napręŜeń i odkształceń przy wzroście i przy
zmniejszeniu obciąŜenia będą się zmieniać wzdłuŜ prostej OA, przy obciąŜaniu od O do A
i przy odciąŜaniu od A do O. Odjęcie obciąŜenia spowoduje powrót próbki do wymiarów
początkowych. W związku z tym odkształcenie
ε
A
, występujące podczas tej próby, było
odkształceniem spręŜystym.
Po przekroczeniu pewnej wartości napręŜeń zaleŜność między napręŜeniami
i odkształceniami staje się krzywoliniowa, a przyrost odkształceń jest duŜo szybszy. JeŜeli
więc obciąŜyć próbkę tak, Ŝe temu stanowi na wykresach będzie odpowiadał punkt B
i następnie ją odciąŜymy, to kolejne stany występujące podczas zanikania obciąŜenia wyrazi
prosta BO
1
równoległa do prostej AO. Jak widać, odkształcenia mają teraz podwójny
charakter i składają się z odkształceń spręŜystych i trwałych, czyli plastycznych:
''
'
B
B
B
ε
ε
ε
+
=
gdzie:
ε
'
B
– odkształcenia spręŜyste,
ε
''
B
– odkształcenia plastyczne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Odkształceniami plastycznymi nazywamy, więc odkształcenia trwałe występujące bez
naruszenia spójności cząsteczek ciała.
Odkształcenie plastyczne uzyskane podczas rozciągania jest trójwymiarowe albo - jak
mówimy przestrzenne, bowiem z powiększeniem się długości próbki zmniejszają się wymiary
przekroju poprzecznego.
W próbie rozciągania odkształcenia plastyczne występują przy stanach obciąŜenia
odwzorowanych wykresem napręŜeń umownych od R
e
do R
m
(rys. 1). W wytrzymałości
materiałów wielkość R
e
jest nazywana granicą plastyczności, jednak z punktu widzenia
obróbki plastycznej moŜe ona być uwaŜana jedynie za przybliŜoną początkową granicę
plastyczności - R
e
oznacza tu graniczne napręŜenie umowne, przy którym w próbie
jednoosiowego
rozciągania
zaczynają
występować
odkształcenia
plastyczne.
Po przekroczeniu punktu R
m
tworzy się przewęŜenie, czyli - jak mówimy - następuje utrata
stateczności. Moment początkowy tworzenia się przewęŜenia moŜna uwaŜać za początek
naruszenia spójności.
Granica plastyczności
NapręŜenia
umowne
w
sposób
wystarczający
charakteryzują
własności
wytrzymałościowe metalu dla potrzeb konstrukcji (maszyn, budowli itp.), gdyŜ napręŜenia
dopuszczalne są tu zwykle znacznie mniejsze od granicy spręŜystości. W związku z tym
zmiana przekroju powstająca wskutek takich obciąŜeń jest bardzo mała i dlatego nie ma ona
Ŝadnego praktycznego znaczenia.
Podczas odkształceń plastycznych zmiany wymiarów mogą osiągać bardzo duŜe wartości
i dlatego interesującą nas krzywą jest wykres zaleŜności napręŜeń rzeczywistych R
pl
od
odkształceń (rys. 1). Krzywa ta przedstawia wartości napręŜeń, jakie musimy przykładać, aby
odkształcać metal plastycznie w próbie jednoosiowego rozciągania. NapręŜenie rzeczywiste,
przy którym rozpoczyna się proces powstawania odkształceń plastycznych, oznaczono przez
R
plo
. Jest to początkowa granica plastyczności. MoŜna przyjąć, Ŝe R
plo
= R
e,
jeŜeli jednak
próbkę obciąŜoną do stanu odwzorowanego na wykresie punktem B odciąŜymy i następnie
ponownie obciąŜymy, jej nowa początkowa granica plastyczności będzie równa
R
plB
> R
plo
Jak wynika z tego, granica plastyczności zaleŜy od stopnia odkształcenia i wzrasta
począwszy od R
plo
do punktu C, który na wykresie napręŜeń rzeczywistych odpowiada
początkowi tworzenia się przewęŜenia. Zjawisko wzrostu granicy plastyczności a takŜe
zmiany innych własności mechanicznych i fizycznych metali w zaleŜności od odkształcenia
nazywamy umocnieniem metalu.
Przyjmuje się umownie, Ŝe początkowa granica plastyczności występuje, gdy
odkształcenie trwałe osiągnie wartość 0,2%. Granicą plastyczności nazywa się zmienne
napręŜenia rzeczywiste, warunkujące plastyczne odkształcanie się metalu pomierzone
w próbie jednoosiowego obciąŜenia (np. jednoosiowego rozciągania albo ściskania). Krzywa
przedstawiająca zaleŜność granicy plastyczności od odkształcenia bywa teŜ nazywana krzywą
umocnienia metalu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Rys. 2. Granica plastyczności aluminium, krzywe napręŜeń
rzeczywistych otrzymane w próbie rozciągania:
a)
aluminium
wyŜarzone,
b)
aluminium
przewalcowane
z
odkształceniem
plastycznym
ε
0
= 10% , c -
ε
0
= 20% [2, s. 19]
Rys. 3. (z prawej). Granica plastyczności
otrzymana
w
próbach
ściskania
ołowiu: a) próbki z ołowiu 99,5%
b) próbki z ołowiu z antymonem
[2, s. 19]
Zakres wartości granicy plastyczności otrzymywanych z próby rozciągania moŜe być
rozszerzony przez uŜycie próbek tego samego metalu o róŜnych wartościach odkształcenia,
spowodowanego np. przez ich przewalcowanie. Na rys. 2 pokazano wykres granicy
plastyczności otrzymany w ten sposób.
Stan odkształcenia i stan napręŜenia
Przyjmuje się, Ŝe w procesie obróbki plastycznej kaŜdy prostopadłościenny element
zachowuje kształt prostopadłościanu o zmienionych (rys. 4) wymiarach. W rzeczywistości
w kaŜdym punkcie ośrodka plastycznego moŜna poprowadzić taki układ trzech osi
współrzędnych, dla którego warunek odkształcenia prostopadłościennego jest spełniony.
Układ taki nazywa, się układem osi głównych.
Rys. 4. Schemat trójosiowego odkształcenia prostopadłościennego:
∆
l=l
1
-l
0
,
∆
b=b
1
-b
0
,
∆
h=h
1
h
0
, [2, s. 20]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
W warunkach odkształcenia prostopadłościennego stan odkształcenia jest określony,
jeŜeli dane są trzy składowe odkształcenia względne:
ε
1
ε
2
,
ε
3
. Zwykle przyjmuje się symbole
odkształceń uszeregowane w następującym, porządku:
ε
1
>
ε
2
>
ε
3
0
0
0
1
1
l
l
l
l
l
∆
=
−
=
ε
0
0
0
1
2
b
b
b
b
b
∆
=
−
=
ε
0
0
0
1
3
h
h
h
h
h
∆
−
=
−
=
ε
gdzie:
l, b, h – wymiary długości, szerokości i wysokości rozpatrywanego elementu,
∆
l,
∆
b,
∆
h – miara zmian długości, szerokości i wysokości obarczona znakiem + (plus) dla
przyrostów oraz - (minus) dla ubytków wymiaru.
AŜeby mógł być zachowany warunek stałej objętości, konieczne jest, aby
ε
1
> 0,
ε
3
< 0,
natomiast odkształcenie średnie moŜe mieć znak dodatni albo ujemny lub moŜe być równe
zeru. JeŜeli
ε
2
= 0 mówimy o płaskim stanie odkształcenia.
Średni stan odkształcenia dla całego ciała deformowanego plastycznie moŜe być równieŜ
określony za pomocą współczynników:
−
współczynnik wydłuŜenia – oznacza przyrost długości przerabianego plastycznie
przedmiotu
0
1
l
l
λ
=
– współczynnik wydłuŜenia,
−
współczynnik poszerzenia – jest to przyrost szerokości przedmiotu w kaŜdym procesie
przeróbki plastycznej, powodujący powiększenie szerokości,
0
1
b
b
=
β
–
współczynnik poszerzenia,
−
gniot – jest to liniowe zmniejszenie wymiarów przedmiotu odkształconego pod
działaniem siły ściskającej w kierunku jej działania,
0
1
h
h
γ
=
–
współczynnik gniotu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Rys. 5. Niektóre przypadki stanu napręŜenia i odkształcenia [2, s. 21]
Zasada stałej objętości
Istotą kaŜdego procesu odkształcenia plastycznego jest zmiana kształtu bryły, przy której
występuje zmiana jej cech geometrycznych. Zmieniając np. grubość (wysokość h
0
)
na mniejszą (h
1
) oczekuje się, Ŝe bryła wydłuŜy się, lub jednocześnie się wydłuŜy i poszerzy.
W większości przypadków, w stosownych procesach, chodzi o jak najefektywniejszą zmianę
przekroju poprzecznego wsadu na mniejszy o odpowiednim kształcie. W związku z tym
poszukuje się sposobu, w którym zmieniając grubość, osiągnie się jak największe wydłuŜenie
przy towarzyszącym kontrolowanym poszerzeniu. Wszystkie te zabiegi opierają
się na zasadzie stałej objętości.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
Podstawowe równania mechaniki ośrodka ciągłego przedstawiają znane zasady fizyki,
między innymi zasadę zachowania masy. Równanie to jest waŜne dla kaŜdego ośrodka
uwaŜanego za ciągły (płynu, ciała stałego itp.) w kaŜdym jego stanie – w teorii spręŜystości,
teorii plastyczności itd.
Równanie ciągłości to znana z fizyki zasada zachowania masy: w Ŝadnym układzie
mechaniki klasycznej masa nie moŜe powstać ani ulec zmniejszeniu. Innymi słowy zasada
stałej objętości określa Ŝe objętość materiału przechodzącego w określonym czasie przez
dowolny przekrój jest wielkością stałą. Gdyby zasada ta nie była spełniona, wówczas
mielibyśmy do czynienia ze spiętrzeniem pasma materiału lub naciągiem materiału
i rozerwaniem pasma.
Zasada stałej objętości w najprostszej formie wyraŜa się wzorem:
V = V
0
gdzie:
V
0
, V
1
– objętości przedmiotu przed obróbką i poddanego obróbce.
JeŜeli oznaczymy wymiary próbki przed i po walcowaniu to moŜemy określić zasadę
stałej objętości w najprostszy sposób i wyrazić jako:
1
1
1
0
0
0
b
l
h
b
l
h
=
lub po podstawieniu:
1
λ
β
γ
=
⋅
⋅
Wzór ten wyraŜa zasadę, Ŝe objętość materiału przechodząca w jednostce czasu przez
dowolny przekrój jest wielkością stałą. Oznacza równieŜ, Ŝe jeŜeli zadamy dla danej klatki,
będącej w układzie ciągłym określoną objętość w jednostce czasu, to ta sama objętość
powinna przejść przez wszystkie inne klatki, pracujące w danym zespole ciągłym, w tym
samym czasie. Graficznie warunek ten jest przedstawiony na rysunku 6.
Rys. 6. Proces walcowania – zasada stałej objętości [5, s. 35]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Na czym polega odkształcenie plastyczne?
2.
Co to jest granica plastyczności?
3.
Jak obliczamy odkształcenie względne?
4.
Czym róŜnią się od siebie odkształcenie spręŜyste i plastyczne (trwałe)?
5.
Od czego zaleŜy dolna granica plastyczności?
6.
Jak obliczamy współczynnik gniotu?
7.
W oparciu, o jakie prawo fizyki została sformułowana zasada stałej objętości?
8.
Na czym polega zasada stałej objętości?
9.
Jakie jest technologiczne znaczenie zasady stałej objętości?
10.
Jakim wzorem wyraŜa się zasadę stałej objętości?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla przedstawionych przykładów plastycznego odkształcenia próbek metalowych oblicz
wielkość odkształcenia względnego w kierunku zgodnym z działająca siłą.
Rysunek do ćwiczenia 1 [6, s. 112]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
zastosować odpowiedni wzór,
2)
sprawdzić wynik obliczeń,
3)
zaprezentować wynik ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska:
−
kalkulator,
−
długopis.
Cu
h
H= 116 mm
h = 48 mm
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
Ćwiczenie 2
Posługując się schematem procesu walcowania, objaśnij zasadę stałej objętości i określ
jej technologiczne zastosowanie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
narysować schemat procesu walcowania, z zaznaczeniem wszystkich istotnych
wymiarów,
2)
zapisać wzór wyraŜający zasadę stałej objętości,
3)
objaśnić technologiczne znaczenie zasady stałej objętości.
WyposaŜenie stanowiska:
−
kartka formatu A4,
−
ołówek HB,
−
długopis.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
dobrać wzór do obliczenia odkształcenia względnego?
2)
obliczyć wielkość odkształcenia względnego?
3)
zdefiniować zasadę stałej objętości?
4)
wyjaśnić zasadę stałej objętości?
5)
określić technologiczne znaczenie zasady stałej objętości?
6)
opisać wzór wyraŜający zasadę stałej objętości?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
4.2. Wewnętrzny mechanizm odkształceń plastycznych
4.2.1. Materiał nauczania
Mechanizmy odkształcenia plastycznego metali
Metale mają budowę krystaliczną, tzn. składają się z poszczególnych kryształków,
zwanych teŜ ziarnami (rys. 7). Kryształy te są oddzielone od siebie warstewką
międzykrystaliczną. UłoŜenie atomów w kryształach metali jest uporządkowane. Przez
połączenie środków odpowiednich atomów liniami prostymi otrzymuje się tzw. sieć
przestrzenną. Węzły tej sieci są punktami, koło których oscylują (drgają) atomy. Dla
uproszczenia przyjmuje się, Ŝe są to punkty połoŜenia środków atomów w krysztale danego
metalu w stanie równowagi. Uporządkowanie atomów w krysztale jest wielokrotnym
powtórzeniem pewnej komórki elementarnej charakteryzującej rodzaj krystalizacji danego
metalu.
Rys. 7. Struktura krystaliczna miękkiej stali [2, s. 33]
Pewne metale krystalizują się zawsze według właściwego sobie typu sieci przestrzennej.
Wyjątek stanowią jedynie te metale, które w rozmaitych warunkach zewnętrznych (jak
temperatura albo ciśnienie) tworzą odmiany alotropowe, tzn. krystalizują się przyjmując
odmienny typ sieci dla kaŜdej odmiany alotropowej.
Odkształcenie plastyczne wywołuje przemieszczenia jednych części metalu względem
drugich. Przemieszczenia te zachodzą w wyniku odkształceń kryształów, odkształceń
warstewek między-krystalicznych oraz rozdrobnienia kryształów.
Kryształy mogą się odkształcać plastycznie dzięki poślizgom oraz wskutek tworzenia się
kryształów bliźniaczych.
a.
komórka elementarna sieci sześciennej
przestrzennie centrowanej,
b.
komórka elementarna sieci sześciennej
płasko centrowanej,
c.
komórka
elementarna
sieci
heksagonalnej.
Rys. 8. Zasadnicze typy sieci przestrzennej kryształów metali z o-znaczeniem płaszczyzn i kierunków poślizgu
[2, s. 34]
Poślizgami nazywamy wzajemne przesuwanie się po sobie warstw kryształu wzdłuŜ
pewnych płaszczyzn, zwanych płaszczyznami poślizgu. Są to płaszczyzny najgęściej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
obsadzone atomami. Liczba płaszczyzn poślizgu zaleŜy od typu budowy sieci
krystalograficznej.
Najczęściej spotykane typy sieci przestrzennej metali pokazano na rys. 8:
a.
Sieć sześcienna przestrzennie centrowana (rys. 8a) ma 6 róŜnych płaszczyzn poślizgu.
W kaŜdej płaszczyźnie są 2 kierunki poślizgu, przeto łącznie istnieje 12 systemów
poślizgu.
b.
Sieć sześcienna płasko centrowana (rys. 8b) tworzy 4 układy płaszczyzn. W kaŜdej
płaszczyźnie są trzy kierunki po ślizgu. Razem istnieje, więc 12 róŜnych systemów
poślizgu.
c.
W sieci heksagonalnej (rys. 8c) podstawa jest jedyną płaszczyzną poślizgu. MoŜna w niej
wyznaczyć 3 kierunki i w związku z tym tworzy ona 3 systemy poślizgów.
Odkształcenie kryształów zachodzi wskutek poślizgów na tych płaszczyznach, dzielących
kryształ na równoległe warstewki, które przesuwają się po sobie pod wpływem działania
obciąŜeń (rys. 9).
Ze wzrostem odkształcenia plastycznego poślizgi występują na coraz większej liczbie
płaszczyzn poślizgu (rys. 9a, b, c). Im więcej kierunków poślizgu moŜe być utworzonych
w określonym typie sieci, tym większe zdolności plastyczne przejawia metal. Dlatego teŜ
metale takie, jak Al, Cu, Pb, As, Au i inne, krystalizujące się według sieci sześciennej płasko
centrowanej (rys. 9b) dają się bardzo łatwo kształtować plastycznie, natomiast Zn, Cd, Mg
tworzące sieć heksagonalną ujawniają małą zdolność do odkształceń plastycznych.
Rys. 9. Schemat odkształceń plastycznych w krysztale metalu przez poślizgi na płaszczyznach poślizgu: a) sieć
kryształu nie odkształconego, b) przemieszczenie na jednej płaszczyźnie poślizgu, c) przemieszczenie
w trzech sąsiednich płaszczyznach poślizgu [2, s. 35]
Niekiedy odkształcenie plastyczne metalu przebiega na drodze tworzenia tzw. kryształów
bliźniaczych (rys. 10). Powstają one wskutek takiego obrotu pewnej części sieci, Ŝe stanowi
ona odbicie lustrzane części nieulegającej obrotowi. Bliźniakowanie występuje nagle,
skokowo, a często towarzyszy mu odgłos, np. chrzęst przy zginaniu pręta z cyny.
Rys. 10. Schemat odkształceń plastycznych w krysztale metalu przez tworzenie kryształów bliźniaczych a) sieć
kryształu nie odkształconego, b) stan przejściowy, c) stan końcowy [2, s. 35]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Normalnie metal jest ciałem wielokrystalicznym tzn. składa się z wielkiej liczby
kryształów, pomiędzy którymi znajdują się warstwy międzykrystaliczne. Odkształcenia
w kryształach ciał wielokrystalicznych przebiegają przez poślizgi i bliźniakowanie.
Jednak w związku z chaotycznym ułoŜeniem kryształów w masie metalu,
w poszczególnych kryształach występują róŜne kierunki płaszczyzn poślizgu względem
kierunku działania napręŜeń. W związku z tym wykazują one róŜną podatność na
odkształcenia plastyczne.
Najpierw poślizgi występują na płaszczyznach zgodnych z maksymalnymi napręŜeniami
stycznymi, tzn. na płaszczyznach ułoŜonych pod kątem 45° do kierunku działania siły.
Odkształcające się kryształy naciskają na sąsiednie i powodują poślizgi w coraz to nowych
płaszczyznach o innej orientacji kierunkowej.
Na rys.11 przedstawiono schematycznie zmiany strukturalne, zachodzące pod wpływem
zwiększającej się siły. Na początku powstają poślizgi w tych ziarnach, w których płaszczyzny
poślizgu są nachylone pod kątem 45° do kierunku działania siły. W kryształach tych potrzeba
najmniejszej siły do uruchomienia poślizgów. Pod wpływem zwiększającej się siły zostaną
uruchomione poślizgi w innych ziarnach. Proces tworzenia się poślizgów hamowany jest
granicami ziaren. W miarę wzrostu siły rozciągającej ziarna wydłuŜają się, przyjmując
strukturę włóknistą. W chwili gdy siła osiągnie wartość krytyczną nastąpi zerwanie spójności
- rozerwanie próbki.
a.
b.
c.
Rys. 11. Schemat zmiany struktury pod wpływem wzrastającej siły wywołującej zgniot w metalu
polikrystalicznym [10]
Wraz ze zwiększeniem się odkształcenia plastycznego, ziarna dzielą się na części.
Podział przebiega wzdłuŜ linii poślizgu. Rozdrobnione ziarna nabierają kształtu
wydłuŜonego, układając się w pasma równoległe do kierunku działania siły. W ten sposób
powstaje struktura włóknista (rys. 12). Metal o takiej strukturze wykazuje inne własności
wzdłuŜ włókien, a inne w poprzek włókien.
Rys. 12. Struktura włóknista miękkiej stali przy duŜym odkształceniu plastycznym. Stopień zgniotu 94%
[2, s. 36]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Mechanizmy odkształcenia plastycznego metali na gorąco
Pełzanie dyslokacyjne
Jest to mechanizm odkształcenia plastycznego o duŜym znaczeniu dla obróbki
plastycznej na gorąco. W procesie tym, w ślad za odkształceniem plastycznym na gorąco
przebiegają dynamiczne procesy aktywowane cieplnie, tj. zdrowienie i rekrystalizacja,
usuwające częściowo lub niemal całkowicie skutki umocnienia zgniotowego. Początkowy
etap odkształcenia plastycznego metali na gorąco charakteryzuje się gwałtownym wzrostem
napręŜenia, spowodowanym znacznym zwiększeniem gęstości dyslokacji. W miarę
odkształcenia plastycznego napręŜenie płynięcia osiąga wartość maksymalną, po czym maleje
wskutek przebiegu procesów aktywowanych cieplnie. Zwiększenie stopnia odkształcenia przy
stałej szybkości odkształcenia powoduje wzrost umocnienia.
Poza poślizgiem dyslokacyjnym i bliźniakowaniem oraz pełzaniem dyslokacyjnym
pozostałe mechanizmy odkształcenia plastycznego metali nie są zwykle wykorzystywane
podczas obróbki plastycznej. Występują natomiast jako nie kontrolowane i niepoŜądane
procesy niszczenia metali
Pełzanie dyfuzyjne
Proces ten zachodzi w temperaturze większej niŜ 0,6 temperatury topnienia w warunkach
niehydrostatycznego stanu napręŜeń. Wówczas, wskutek oddziaływania składowej normalnej
napręŜeń występują lokalne róŜnice potencjału chemicznego wakansów, wyrównujące się
podczas pełzania dyfuzyjnego. W procesie tym następuje przepływ wakansów z obszarów
o wysokim potencjale przyległych do granic ziaren prostopadłych do kierunku rozciągania,
w których panują napręŜenia rozciągające, do obszarów o niŜszym potencjale, przylegających
do granic ziaren równoległych do osi rozciągania, w których panują napręŜenia ściskające.
Taki przepływ wakansów odpowiada dyfuzyjnemu przepływowi masy w odwrotnym
kierunku i w rezultacie prowadzi do odkształcenia ziaren, co przejawia się ich wydłuŜeniem
w kierunku rozciągania.
W pobliŜu styku trzech ziaren strumień jest znacznie większy niŜ w innych strefach
granic ziaren, co powoduje przemieszczanie się do tych miejsc znacznej ilości atomów.
Pełzanie dyfuzyjne wykazuje stadium przejściowe, podczas którego jego szybkość
systematycznie spada, aŜ do osiągnięcia wartości ustalonej, niezaleŜnej od czasu.
Poślizg po granicach ziaren
Mechanizm ten nie jest dokładnie zbadany i ma ograniczone znaczenie dla obróbki
plastycznej. Polega na przesuwaniu się i obrotach ziaren wzdłuŜ ich granic szerokokątowych.
Mechanizm ten jest dominujący, gdy temperatura odkształcenia plastycznego jest większa niŜ
0,4 temperatury topnienia. Poślizgowi po granicach ziaren towarzyszą mechanizmy
zapewniające nienaruszenie spójności metalu.
Mechanizmy poślizgu po granicach ziaren i pełzania dyfuzyjnego współdziałają ze sobą
i dlatego nie mogą występować niezaleŜnie. Zwykle warunkiem pełzania dyfuzyjnego jest
poślizg po granicach ziaren akomodowany równieŜ poślizgiem dyslokacji.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Jakie są podstawowe mechanizmy odkształcenia plastycznego metali?
2.
Jakie czynniki mają wpływ na uruchomienie róŜnych mechanizmów odkształcenia?
3.
Jakie mechanizmy mają decydującą rolę w odkształceniu plastycznym metali na zimno?
4.
Na czym polega mechanizm poślizgu?
5.
Na czym polega mechanizm bliźniakowania?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
6.
Jakie zjawiska zachodzą podczas odkształcania plastycznego metali na gorąco?
7.
Jakie mechanizmy odgrywają decydującą rolę w odkształceniu plastycznym metali
na gorąco?
8.
Na czym polega pełzanie dyslokacyjne?
9.
Które mechanizmy odkształcenia plastycznego znajdują zastosowanie w procesie obróbki
plastycznej?
10.
Jakie znaczenie mają pełzanie dyfuzyjne i poślizg po granicy ziaren?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj mechanizmy odkształcenia plastycznego metali na zimno.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
zdefiniować pojęcie odkształcenia plastycznego,
2)
rozpoznać mechanizmy odkształcenia plastycznego na zimno przedstawione na
rysunkach,
3)
zapisać informacje we wskazanych miejscach na rysunkach,
4)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska:
−
materiały do pisania.
Ćwiczenie 2
Określ zmiany struktury wewnętrznej wynikające z odkształcenia przedstawionego na
rysunku.
a.
b.
c.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Struktura
Określenie
a
b
c
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
określić mechanizmy odkształcenia plastycznego na gorąco zawarte w tabeli,
2)
zapisać informacje w tabeli,
3)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
materiały do pisania.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
zdefiniować pojęcia odkształcenia plastycznego?
2)
określić podstawowe mechanizmy odkształcenia plastycznego na
zimno?
3)
rozróŜnić mechanizmy poślizgu i bliźniakowania?
4)
określić podstawowe mechanizmy odkształcenia plastycznego na
gorąco?
5)
określić czynniki, decydujące o uruchomienie poszczególnych
mechanizmów odkształcenia plastycznego?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
4.3. Zgniot
4.3.1. Materiał nauczania
KaŜdemu odkształceniu plastycznemu większości metali technicznych towarzyszy
zjawisko umocnienia. Umocnienie jest wynikiem malejącej wraz z odkształceniem zdolności
przemieszczania się dyslokacji na skutek hamowania ich i blokowania przez inne dyslokacje
oraz inne przeszkody takie, jak: obce atomy, granice ziaren itp. Umocnieniu towarzyszą
zmiany w strukturze metalu (rys. 13). Taki proces odkształcenia, w którym metal umacnia się
określa się mianem zgniotu i mierzy stopniem zgniotu.
Zgniot
Zgniotem nazywamy całokształt zmian właściwości fizycznych i mechanicznych
spowodowane przez odkształcenie plastyczne poniŜej temperatury rekrystalizacji (na zimno).
Stan zgniotu charakteryzuje się wzrostem właściwości wytrzymałościowych (granic
spręŜystości i plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie, twardości itp.) oraz spadkiem
właściwości plastycznych (wydłuŜenia, przewęŜenia, udarności).
Wielkość zgniotu Z mierzy się najczęściej zmianą przekroju poprzecznego
100
0
0
⋅
−
=
F
F
F
Z
[%]
gdzie:
F
0
– przekrój początkowy próbki przed odkształceniem,
F – przekrój próbki po odkształceniu.
Zgniot moŜna równieŜ mierzyć zmianą głównego wymiaru przedmiotu, np. wydłuŜeniem
podczas rozciągania lub zmianą wysokości przy ściskaniu i walcowaniu:
100
lub
100
0
0
0
0
⋅
−
=
⋅
−
=
h
h
h
Z
l
l
l
Z
[%]
gdzie:
l
0
– długość początkowa próbki rozciąganej,
l – długość końcowa próbki rozciąganej,
h
0
– wysokość (grubość) początkowa próbki ściskanej (walcowanej),
h – wysokość (grubość) końcowa próbki ściskanej (walcowanej).
Z cech fizycznych ze wzrostem zgniotu maleje przewodnictwo elektryczne oraz
przenikalność magnetyczna, zaś siła koercji i histereza magnetyczna rosną.
Rys. 13. W miarę wzrostu stopnia zgniotu Z zwiększa się gęstość dyslokacji [11]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
7 5 %
5 0 %
2 5 %
0 %
σ
o d k s z ta łc e n ie
Rys. 14. Krzywe rozciągania dla próbek o róŜnym
stopniu zgniotu [11]
KCU
HB
120
80
40
60
100
140
18
22
80
40
60
20
20
40
60
80
100 %
0
R
m
, R
e
, A, Z
KCU
HB
Z
R
m
R
e
A
Rys. 15. Zmiana własności czystego Ŝelaza
w zaleŜności od stopnia zgniotu.
A% – wydłuŜenie, Z% – przewęŜenie,
HB – twardość, KCU – udarność [11]
Rysunek 14 przedstawia krzywe rozciągania dla róŜnych stopni zgniotu, a rys. 15
obrazuje zmianę właściwości mechanicznych w zaleŜności od stopnia zgniotu dla czystego
Ŝelaza.
Tekstura zgniotu
Zgniot to stan strukturalny spowodowany odkształceniem plastycznym na zimno.
Znaczne odkształcenie plastyczne powoduje uprzywilejowaną orientację krystalograficzną
ziaren względem kierunku i płaszczyzny obróbki plastycznej, zwanej teksturą zgniotu.
Tekstura zgniotu decyduje o wykazywaniu odmiennych właściwości mechanicznych
i fizycznych metali obrabianych plastycznie na zimno. Metale odkształcone plastycznie
na zimno z duŜym stopniem gniotu wykazują strukturę włóknistą o znacznej wartości
stosunku długości do ich średnicy (rys. 16).
a
b
c
Rys. 16. Odkształcenie plastyczne w materiałach polikrystalicznych: a – struktura przed deformacją,
b – linie poślizgu w ziarnach polikryształu, c – struktura po deformacji [11]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
Odkształcenie plastyczne metalu, które powstaje podczas deformacji na zimno, powoduje
znaczną zmianę jego właściwości fizycznych i mechanicznych. Zmiany te objawiają się
przede wszystkim wzrostem twardości i wytrzymałości przy jednoczesnym spadku
właściwości plastycznych (rys. 17), oraz obniŜeniem przewodności elektrycznej i gęstości.
Mamy do czynienia z umocnieniem.
Wzrost twardości i wytrzymałości związany z odkształceniem plastycznym ma duŜe
znaczenie i w pewnych przypadkach jest wykorzystywany w celu umocnienia materiału.
Często jednak zachodzi konieczność przywrócenia materiałom ich właściwości, jakie miały
przed odkształceniem plastycznym np. w celu obniŜenia twardości lub uzyskania
odpowiednich właściwości fizycznych, takich jak np. dobra przewodność elektryczna (jest
to bardzo istotne np. w procesie ciągnienia drutów miedzianych przeznaczonych na przewody
elektryczne). ObniŜenie twardości i zwiększenie plastyczności odkształconego metalu oraz
przywrócenie innych właściwości fizycznych moŜna uzyskać przez wyŜarzanie, które polega
na wytrzymaniu odkształconego materiału przez pewien okres czasu w podwyŜszonej
temperaturze, zwykle powyŜej jednej trzeciej bezwzględnej temperatury topnienia.
a)
b)
Rys. 17. Zmiana własności mechanicznych: a) stali o zawartości 0,35% C, b) mosiądzu – (35% Zn) w zaleŜności
od stopnia odkształcenia plastycznego A% – wydłuŜenie, Z% – przewęŜenie, HB – twardość,
[3, s. 217]
Wskutek odkształcenia plastycznego i związanych z nim poślizgów, zachodzących
w poszczególnych ziarnach, w metalu pojawia się tzw. tekstura, czyli określona orientacja
krystalograficzna ziaren związana z kierunkiem odkształcenia. Stopień steksturowania metalu
wzrasta ze stopniem odkształcenia plastycznego. Zmiany w strukturze metalu, jakie powstają
w wyniku odkształcenia plastycznego moŜna stwierdzić najwyraźniej za pomocą takich
metod, jak np. mikroskopia optyczna, mikroskopia elektronowa i dyfrakcja promieni X.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Co oznacza pojęcie zgniotu?
2.
Co to jest stopień gniotu i jakim wzorem się wyraŜa?
3.
Jakie zmiany wytrzymałości i spręŜystości metali wywołuje ich odkształcenie plastyczne
na zimno (zgniot)?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla przedstawionego przykładu plastycznego odkształcenia próbki metalowej oblicz
wartość zgniotu.
Rysunek do ćwiczenia 1 [5, s. 114]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
dobrać wzór na stopień zgniotu
2)
zastosować podany wzór,
3)
sprawdzić wynik obliczeń,
4)
zaprezentować wynik ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska:
−
kalkulator,
−
długopis.
Ćwiczenie 2
Określ zmiany właściwości mechanicznych i fizycznych stali o zawartości 0,35% C pod
wpływem odkształcenia plastycznego na zimno.
Rys. do ćwiczenia 2
F
0
= 392 mm
2
F = 197.mm
2
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
określić zmiany właściwości mechanicznych stali,
2)
określić zmiany właściwości fizycznych stali,
3)
zapisać informacje do zeszytu,
4)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
zeszyt,
−
długopis.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
zdefiniować pojęcia stopnia zgniotu i tekstury zgniotu?
2)
dobrać wzór do obliczenia stopnia zgniotu?
3)
obliczyć stopień zgniotu?
4)
określić zmiany wytrzymałości i spręŜystości metali wywołane przez
ich odkształcenie plastyczne na zimno?
5)
wskazać sposób usunięcia zmian w metalu spowodowanych
odkształceniem plastycznym?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
4.4. Wpływ temperatury na właściwości plastyczne metali
4.4.1. Materiał nauczania
Wpływ temperatury na właściwości metali, obróbka plastyczna na zimno i na gorąco
Z podwyŜszeniem temperatury zmieniają się właściwości plastyczne nagrzewanego
metalu. Metale, wymagające w normalnych temperaturach bardzo duŜych nacisków dla
uzyskania odkształceń plastycznych, po ich nagrzaniu moŜna obrabiać plastycznie przy
wielokrotnie mniejszych naciskach.
Polepszenie
właściwości
plastycznych
nie
zawsze
następuje
równocześnie
z podwyŜszeniem temperatury. Na przykład stal w zakresie temperatur około 573 do 673 K
(300 do 400°C) i miedź przy 673 do 873 K (400 do 600°C) odkształcają się plastycznie
trudniej niŜ w temperaturach otoczenia, tj. około 293 K (20
o
C). Po nagrzaniu stali do
temperatury 1123 do 1523 K (850 do 1250°C), a miedzi 1173 do 1323 K (900 do 1050°C) ich
właściwości plastyczne zwiększają się kilkakrotnie. Zmiany te ilustrują wykresy zaleŜności
przewęŜenia lub wydłuŜenia od temperatury metalu (rys. 18 oraz 19).
Temperaturą graniczną między obróbką plastyczną na zimno i na gorąco jest tzw.
temperatura krytyczna.
W metalu nagrzanym powyŜej tej temperatury, niezwłocznie po odkształceniu następuje
rekrystalizacja zgniecionych ziaren, łącznie do rekrystalizacji wtórnej i zanikają skutki
zgniotu (w tym umocnienie). Taką, zatem obróbkę, po której metal nie wykazuje umocnienia,
nazywa się obróbką plastyczną na gorąco. Obróbka plastyczna, po której metal trwale zmienia
swoją strukturę i wykazuje umocnienie, nazywa się obróbką plastyczną na zimno.
Na przykład obróbka plastyczna wolframu w temperaturze 1073 K (800°C) lub stali nagrzanej
do 773 K (500°C) jest obróbką na zimno, gdyŜ metale te wykazują wówczas cechy zgniotu.
Rys. 18. Wpływ temperatury na przewęŜenie róŜnych metali [2, s. 39]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
Rys. 19. Wpływ temperatury na wydłuŜenie róŜnych metali [2, s. 39]
Odwrotnie, obróbka plastyczna ołowiu w temperaturze otoczenia jest obróbką na gorąco,
gdyŜ skutki zgniotu szybko zanikają.
Dla stali temperatura krytyczna, właściwa dla danej zawartości węgla, jest wyraŜona
krzywą Ar
3
oznaczoną na wykresie Ŝelazo-węgiel (tzn. od 1183 K dla czystego Ŝelaza do 990
K przy zawartości węgla większej niŜ 0,8%, tj. 910 do 717°C). Praktycznie obróbkę
plastyczną stali na gorąco prowadzi się w temperaturze 1123 do 1523 K (850 do 1250°C).
Oceniając wpływ temperatury na odkształcenie plastyczne dla kaŜdego materiału
niezbędne jest wyraźne wyodrębnienie kilku zakresów temperatury:
−
zakresu odkształcenia na zimno w temperaturze do 0,25 T
t
, w którym procesy
aktywowane cieplnie nie wpływają istotnie na odkształcenie plastyczne,
−
zakresu odkształcenia w przejściowej temperaturze 0,3 T
t
– 0,5 T
t
,
−
zakresu odkształcenia na gorąco w temperaturze powyŜej 0,5 T
t
– 0,6 T
t
, gdy
jednocześnie z odkształceniem moŜe zachodzić rekrystalizacja.
Analiza oddziaływania temperatury na odkształcenie plastyczne stopów powinna
uwzględniać przemiany fazowe i strukturalne, które mogą być spowodowane
przyśpieszeniem dyfuzji, przy jednoczesnym oddziaływaniu napręŜeń odkształcenia.
Dzięki duŜej plastyczności, o wiele mniejszym naciskom i moŜliwości uzyskania bardzo
duŜego całkowitego odkształcenia za pomocą obróbki plastycznej na gorąco produkuje się
znacznie większe ilości wyrobów niŜ za pomocą obróbki na zimno.
Całkowita wielkość odkształcenia w procesie obróbki na gorąco jest ograniczona
wyłącznie szybkością stygnięcia obrabianego metalu. Proces plastycznego kształtowania na
zimno musi zostać zakończony, zanim metal utraci zdolności plastyczne.
Obróbce plastycznej na zimno poddaje się niemal wyłącznie wyroby uprzednio
obrobione na gorąco (rys. 20). Bardzo duŜe naciski potrzebne do odkształcania metalu na
zimno ograniczają moŜliwość jej stosowania. Obróbkę na zimno stosuje się wtedy, gdy
podczas obróbki na gorąco zachodziłoby bardzo szybkie stygnięcie wyrobów o małych
przekrojach lub o duŜym stosunku powierzchni do objętości, jak blachy i taśmy o grubościach
mniejszych od około 1,1 do 1,5 mm, drut o średnicach mniejszych niŜ 5 mm itp., co
uniemoŜliwia lub bardzo utrudnia obróbkę na gorąco. Przyczynami, dla których moŜe być
stosowana obróbka na zimno, jest zmiana struktury metalu, polepszenie jego własności
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
wytrzymałościowych lub fizycznych oraz dąŜność do osiągnięcia wysokiej gładkości
powierzchni wyrobów i duŜej dokładności wymiarów.
Rys. 20. Schemat przeróbki plastycznej na gorąco i na zimno [11]
Wskutek odkształcenia plastycznego na zimno występuje cały zespół zmian właściwości,
które ograniczają moŜliwość dalszego plastycznego kształtowania metalu (utrata zdolności do
odkształceń plastycznych, wzrost granicy plastyczności). RównieŜ w wyrobach gotowych
niektóre właściwości metalu zgniecionego są niepoŜądane, np. silna izotropowość
(kierunkowość) struktury, występowanie napręŜeń wewnętrznych i inne. Usunięcie skutków
zgniotu jest moŜliwe przez zastosowanie odpowiedniej obróbki cieplnej, mającej na celu
rekrystalizację, regenerację lub odpręŜenie metalu.
Dlatego, aby utwardzony przez odkształcenie plastyczne metal zmiękczyć i przywrócić
mu inne właściwości, jakie przedtem wykazywał, konieczne jest jego podgrzanie do
odpowiedniej temperatury
W czasie usuwania skutków odkształcenia plastycznego przez wyŜarzanie moŜna
wyróŜnić trzy procesy, które kolejno zachodzą w odkształconym plastycznie metalu:
−
zdrowienie,
−
rekrystalizacja,
−
rozrost ziarna (regeneracja).
Zdrowienie
W czasie wygrzewania odkształconego plastycznie metalu moŜna zaobserwować,
Ŝe w pewnej temperaturze następuje usunięcie zniekształceń sieci krystalicznej. Zanikowi
zniekształceń sieci krystalicznej towarzyszy częściowe usunięcie skutków odkształcenia
plastycznego. Następuje pewne podwyŜszenie przewodności elektrycznej oraz częściowy
spadek umocnienia.
Rekrystalizacja
Rekrystalizacja polega na spowodowaniu wytworzenia się w metalu nowej struktury
kryształów równoosiowych z jednoczesnym przywróceniem mu właściwości mechanicznych
i fizycznych, rekrystalizację stali uzyskuje się przez wyŜarzenie w temperaturze 873 do 973 K
(550 do 700°C). Jest to tzw. rekrystalizacja pierwotna. Rekrystalizacja przy temperaturach
wyŜszych, a zwłaszcza powyŜej tzw. temperatury krytycznej, powoduje nadmierny rozrost
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
ziaren przez pochłanianie jednych ziaren przez drugie i zwie się rekrystalizacją wtórną. Tego
zakresu temperatur nie stosuje się więc do usunięcia skutków zgniotu.
Temperatura rekrystalizacji
NajniŜsza temperatura, w jakiej zachodzi proces rekrystalizacji, nazywana jest
temperaturą rekrystalizacji. Temperatura ta jest charakterystyczna dla danego metalu lub
stopu i zaleŜy głównie od dwóch czynników:
−
od uprzedniego stopnia odkształcenia plastycznego, tj. im wyŜszy był jego stopień, tym
niŜsza będzie temperatura rekrystalizacji,
−
od czystości metalu.
Porównując temperaturę rekrystalizacji z temperaturą topnienia dla róŜnych metali moŜna
stwierdzić, Ŝe zachodzi pomiędzy nimi prosta proporcjonalność. Dla metali technicznie
czystych w przypadku duŜych odkształceń plastycznych występuje zaleŜność:
T
r
= 0,3 ÷ 0,4 T
top
gdzie:
T
r
– temperatura rekrystalizacji [K],
T
top
– bezwzględna temperatura topnienia [K].
Temperatura rekrystalizacji dla stopów jest wyŜsza niŜ dla metali technicznie czystych
i w niektórych przypadkach dochodzi do 0,8 T
top
.. Natomiast dla metali o wysokiej czystości
temperatura rekrystalizacji jest bardzo niska i wynosi 0,1 ÷ 0,2 T
top
. Wartości te są słuszne
w przypadku duŜych stopni odkształcenia plastycznego, natomiast dla małych odkształceń
plastycznych mogą być znacznie wyŜsze. Procesowi rekrystalizacji towarzyszą znaczne
zmiany własności mechanicznych odkształconego metalu. W wyniku wyŜarzania
rekrystalizującego twardość i wytrzymałość maleją, osiągając wartości właściwe
dla materiału przed odkształceniem plastycznym. Jednocześnie rekrystalizacja przywraca
w pełni właściwości plastyczne metalu. Na rysunku 21 przedstawiona jest zmiana
wytrzymałości
na
rozciąganie
(R
m
,
granicy
plastyczności
(R
02
)
i
wydłuŜenia
A odkształconego plastycznie Ŝelaza, w zaleŜności od temperatury wyŜarzania. W pewnym
wąskim zakresie temperatur widoczny jest charakterystyczny spadek wytrzymałości i wzrost
plastyczności. Temperaturę T
r
odpowiadającą punktom przegięcia krzywych, przyjmuje się
umownie jako temperaturę rekrystalizacji.
a
b
Rys. 21. Zmiana własności mechanicznych odkształconego plastycznie: a) Ŝelaza, T
r
umowna temperatura
rekrystalizacji, b) mosiądzu (35% Zn) w zaleŜności od temperatury wyŜarzania [2, s. 217]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
Podobnie jak R
m
, zmienia się równieŜ twardość odkształconego plastycznie metalu
wyŜarzonego w róŜnych temperaturach.
Regeneracja (nazywana rozrostem ziaren) polega na przywróceniu właściwości
plastycznych i wytrzymałościowych bez spowodowania zmiany mikrostruktury i rozrostu
ziaren (w tym celu stal wyŜarza się w temperaturach 673 do 773 K, tj. 400 do 500°C).
OdpręŜenie, czyli usunięcie napręŜeń wewnętrznych, osiąga się przez wyŜarzenie
w odpowiedniej temperaturze (np. stal około 673K,tj. 400°C).
Techniczne znaczenie rekrystalizacji
WyŜarzanie rekrystalizujące jest szeroko stosowane przy wytwarzaniu takich
półwyrobów, jak: blachy, rury, pręty, druty, kształtowniki itp., które są poddawane obróbce
plastycznej na zimno. PoniewaŜ odkształcenie plastyczne umacnia metal, nie moŜna w jednej
operacji nadać wyrobom ostatecznego kształtu lub wymiarów. Metal umocniony na skutek
odkształcenia plastycznego tak dalece traci właściwości plastyczne, Ŝe nie odkształca się
dalej, lecz pęka. Dlatego konieczne jest międzyoperacyjne wyŜarzanie rekrystalizujące, które
zmiękcza i uplastycznia metal. JeŜeli odkształcenie plastyczne metalu przeprowadza
się w temperaturze wyŜszej od temperatury rekrystalizacji, to proces taki nosi nazwę obróbki
plastycznej na gorąco. W czasie takiej obróbki zachodzą jednocześnie dwa procesy:
odkształcenie plastyczne i rekrystalizacja. W rezultacie nie następuje umocnienie metalu,
który miał strukturę zrekrystalizowaną. Obróbka cieplna stosowana przed dalszą obróbką
plastyczną metalu w celu usunięcia skutków zgniotu nazywa się obróbką międzyoperacyjną.
Rys. 22. Wpływ nagrzewania na strukturę i własności zgniecionego materiału [3, s. 228]
Wpływ stopnia zgniotu, temperatury i prędkości odkształcenia na granicę
plastyczności metalu
Granica plastyczności zaleŜy od stopnia zgniotu, jakiemu był poddany metal, od
temperatury określającej jego stan nagrzania oraz od prędkości, z jaką jest on odkształcamy.
JeŜeli w procesie obróbki plastycznej metal zostanie odkształcony do określonego stopnia
zgniotu, to w czasie tego procesu jego granica plastyczności wzrośnie od wartości
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
początkowej R
plo
do wartości R
pll
. Zjawisko to występuje w procesach prowadzonych na
zimno i na gorąco. W procesach na gorąco podczas odkształcania plastycznego i bezpośrednio
po jego zakończeniu występuje rekrystalizacja, która powoduje, Ŝe niemal natychmiast po
zakończeniu zgniatania metal odzyskuje takie właściwości, jakie miał przed odkształceniem.
W wyniku procesu prowadzonego na zimno pozostają trwale skutki zgniotu, a więc
i nowa wartość końcowej w tym procesie granicy plastyczności równej R
pl1
. JeŜeli ten sam
metal poddać następnej operacji obróbki plastycznej, to wtedy R
pll
będzie początkową granicą
plastyczności podczas tego zabiegu.
Ze wzrostem temperatury nagrzania zmienia się wartość granicy plastyczności metalu.
MoŜna w ten sposób uzyskać bardzo duŜe obniŜenie wartości napręŜeń plastycznych
i spowodować zmniejszenie wartości sił potrzebnych do wykonania określonej operacji.
Zmiana granicy plastyczności w zaleŜności od temperatury nagrzania metalu na ogół nie
przebiega jednostajnie. Przykładem tego moŜe być wykres granicy plastyczności miękkich
stali węglowych (rys. 23).
Rys. 23. ZaleŜność granicy plastyczności miękkich stali węglowych od temperatury nagrzania [2, s. 42]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Rys. 24. ZaleŜność średniego nacisku jednostkowego od temperatury i szybkości odkształcenia w procesach
obróbki plastycznej kuciem pod młotem, walcowaniem i kuciem pod prasą [2, s. 42]
Powiększenie prędkości odkształcenia powoduje wzrost granicy plastyczności. Przeto
przy stałej temperaturze nagrzania metalu, do uzyskania tej samej wielkości odkształcenia
konieczne jest powiększanie obciąŜeń, jeśli czas trwania operacji ma być skrócony.
Na rys. 24 przedstawiono zaleŜność nacisku, wywieranego na 1 cm
2
powierzchni metalu
niezbędnego do uzyskania jednakowego stopnia odkształcenia w procesach przebiegających
z róŜnymi prędkościami. Jak widać, powolne prasowanie wymaga najmniejszych sił nacisku.
Walcowanie przebiega szybciej i wraz z prędkością wzrasta opór metalu przeciw
odkształceniu. Na młocie działającym udarowo opór metalu wzrasta parokrotnie w stosunku
do przypadku prasowania.
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Jakie procesy wpływają na umocnienie materiału?
2.
Jakie procesy mają wpływ na osłabienie materiału?
3.
Jaki wpływ ma temperatura na procesy obróbki plastycznej metali?
4.
Jakie czynniki mają wpływ na zmiany napręŜenia uplastyczniającego?
5.
Jak obliczamy temperaturę krytyczną?
6.
Na czym polega rekrystalizacja?
7.
Jakie jest technicznie znaczenie rekrystalizacji?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaznacz, na wykresie, krzywą Ar
3
, oznaczoną na wykresie Ŝelazo-węgiel. Odczytaj
przedział temperatur krytycznych dla stali o zawartości węgla do 0,77%.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
przeanalizować układ Ŝelazo-węgiel,
2)
zaznaczyć mazakiem krzywą A
r3
,
3)
odczytać zakres temperatury krytycznej dla stali odpowiadającej przebiegowi krzywej
A
r3
,
4)
zapisać odczytane temperatury i wyrazić je w kelwinach,
5)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
kartka formatu A4,
−
mazak,
−
długopis.
Ćwiczenie 2
Określ elementy procesów obróbki plastycznej na zimno i gorąco. Wpisz właściwe
określenia w pustych miejscach na schemacie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
przeanalizować schemat obróbki plastycznej,
2)
rozpoznać elementy procesów obróbki plastycznej na zimno i gorąco,
3)
wpisać określenia na schemacie,
4)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
kartka formatu A4,
−
długopis.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
posłuŜyć się wykresem Ŝelazo-węgiel?
2)
określić temperaturę krytyczną?
3)
objaśnić znaczenie temperatury w procesie umocnienia materiału?
4)
objaśnić znaczenie temperatury w procesie osłabienia materiału?
5)
rozróŜnić procesy obróbki cieplnej na zimno i na gorąco?
6)
rozróŜnić
czynniki
wpływające
na
zmiany
napręŜenia
uplastyczniającego?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
4.5. Podstawowe sposoby obróbki plastycznej
4.5.1. Materiał nauczania
Obróbka plastyczna wykorzystuje zdolność metali do trwałego odkształcenia
plastycznego, wywołanego siłami zewnętrznymi. Zdolność taką mają metale dzięki strukturze
krystalicznej, którą uzyskują w czasie krzepnięcia. Rodzaj uzyskanej sieci krystalicznej
i stopień jej uporządkowania zaleŜy od składu krzepnącego metalu, jego typu i ilości
zanieczyszczeń. Definicję i podstawowe określenia dotyczące obróbki plastycznej zawiera
norma PN
−
89/M
−
660001.
Obróbka plastyczna to rodzaj obróbki kształtowania plastycznego przedmiotów, w czasie
której moŜna:
−
nadać przedmiotowi określony kształt,
−
dokonać podziału materiałów,
−
wywołać zmianę właściwości fizykochemicznych lub struktury,
−
zmienić gładkość lub kształt powierzchni,
−
wywołać wewnątrz materiału określony rodzaj i wielkość napręŜeń.
Obróbkę w czasie, której występują zmiany struktury i związane z tym zmiany
fizykochemicznych właściwości odkształcanego metalu określa się jako przeróbkę plastyczną.
Obróbkę plastyczną moŜna prowadzić w róŜnej temperaturze:
−
na gorąco – zachodzi wówczas proces rekrystalizacji struktury odkształcanego metalu,
−
na półgorąco – następuje wtedy rekrystalizacja i zgniot oraz umocnienie i zdrowienie,
−
na zimno – zachodzi wówczas rekrystalizacja lub zdrowienie,
−
ze stanu płynnego metalu – płynny metal doprowadzany jest do zamkniętej matrycy
i poddawany naciskowi stempla.
Rys. 25. Ogólna klasyfikacja metod obróbki plastycznej [4, s. 34]
Dzięki obróbce plastycznej moŜna uzyskać wyrób o określonym kształcie, ale takŜe
o określonych właściwościach fizycznych metodami przedstawionymi na rysunku 25.
W kaŜdym z tych procesów odkształcenie plastyczne uzyskuje się, gdy w metalu
wywołany zostanie odpowiedni stan napręŜeń, uzyskany przez oddziaływanie siłami
zewnętrznymi.
METODY OBRÓBKI PLASTYCZNEJ
Walcowanie
Kucie
Tłoczenie
Ciągnienie
Wyciskanie
Wyoblanie
Obciąganie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
Wywołane w metalu odkształcenia plastyczne na zimno (temperatura ciała jest niŜsza
od temperatury rekrystalizacji) zmieniają jego kształt i strukturę metalograficzną. Zmiany
te są tym większe, im bardziej intensywne jest odkształcanie. Mamy wówczas do czynienia
z umocnieniem – następuje wzrost wytrzymałości i granicy plastyczności. Zmieniają się
wymiary przedmiotu i jego właściwości fizyczne, materiał staje się mniej plastyczny.
Deformacja w czasie obróbki moŜe mieć uprzywilejowany kierunek. Występuje wtedy
tekstura zgniotu.
Aby poprawić właściwości metalu, naleŜy poddać go obróbce cieplnej w temperaturze
wyŜszej niŜ temperatura rekrystalizacji w wyniku której pojawią się nowe ziarna,
z przywróconymi
właściwościami
fizycznymi
metalu
i
odzyskaną
zdolnością
do odkształcenia plastycznego.
Wskaźniki odkształcenia w metodach obróbki plastycznej
W róŜnych metodach obróbki plastycznej określa się wskaźniki odkształcenia
plastycznego (tab. 1).
Tabela 1. Wskaźniki odkształcenia plastycznego
Aby zapewnić odpowiednią wysoką jakość materiałów do obróbki plastycznej stosuje się
przerób wlewek np. w procesach walcowania, kucia itp. Współczynnik przerobu plastycznego
λ
(w zaleŜności od procesu technologicznego nazywany równieŜ współczynnikiem
przewalcowania, przekucia itp.) obliczamy ze wzoru:
1
0
F
F
λ
=
gdzie:
F
0
– pole przekroju poprzecznego przed obróbką,
F
1
– pole przekroju poprzecznego po obróbce.
W procesie walcowania moŜna wyrazić w dowolnym przepuście współczynnik przerobu
plastycznego współczynnikiem wydłuŜenia korzystając z zasady stałej objętości:
gdzie:
h
0
– wysokość materiału przed obróbką,
h
1
– wysokość materiału po obróbce,
b
0
– szerokość materiału przed obróbką,
b
1
– szerokość materiału po obróbce,
l
0
– długość materiału przed obróbką,
l
1
– długość materiału po obróbce.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Dla określenia stopnia przerobu w całym cyklu walcowania (w kolejnych przepustach)
wprowadzono pojęcie całkowitego współczynnika przerobu plastycznego
λ
c
– całkowity współczynnik przerobu plastycznego,
λ
1
,
λ
2
,
λ
3
,……
λ
n
, - współczynnik przerobu plastycznego w kolejnych przepustach.
Wsad do obróbki plastycznej
Wsadem nazywamy bryłę metalu, która ma być poddana procesowi obróbki plastycznej.
Współczesne procesy metalurgiczne mogą dostarczać metale do zakładów obróbki
plastycznej w dwóch róŜnych formach:
−
we wlewkach,
−
w kęsiskach z odlewania ciągłego.
Wlewki są otrzymywane przez odlewanie metalu do specjalnych form, których wymiary
określone są sposobem krystalizacji metalu
Po odlaniu metalu do formy następuje proces jego krystalizacji. Proces ten decyduje
o strukturze otrzymanych odlewów, od której zaleŜą ich właściwości uŜytkowe. Efektem
krystalizacji metalu w formie mogą być trzy zasadnicze strefy strukturalne (rys. 26):
−
strefa kryształów (ziaren) zamroŜonych ( strefa 1 na rys. 26 ), która powstaje w miejscu
styku metalu z formą odlewniczą. W skład tej strefy wchodzą równoosiowe, bardzo małe
kryształy o przypadkowej orientacji,
−
strefa kryształów (ziaren) słupkowych (kolumnowych) ( strefa 2 na rys. 26 ),
−
strefa kryształów (ziaren) równoosiowych ( strefa 3 na rys. 26 ), która zajmuje centralną
część odlewu, charakteryzuje się ona makroskopową izotropowością i zawiera kryształy
o przypadkowej orientacji, których wymiar jest większy niŜ kryształów w strefie
kryształów zamroŜonych
Rys. 26. Schemat struktury odlewu, strefa kryształów: 1) zamroŜonych, 2) słupkowych (kolumnowych),
3) równoosiowych [11]
Strefa kryształów zamroŜonych rozciąga się zazwyczaj w niewielkiej odległości od
powierzchni odlewu. Z tego powodu właściwości odlewu zaleŜą najczęściej od stosunku
udziału ziaren słupkowych do równoosiowych. Występowanie wyłącznie ziaren słupkowych
jest charakterystyczne dla odlewów i wlewków ze stosunkowo czystych metali (rys. 27 a).
Podobny typ struktury obserwuje się równieŜ w wypadku stopów silnie przegrzanych,
odlanych do form metalowych i krzepnących w warunkach braku konwekcji ciekłego metalu.
Tworzące się w trakcie krystalizacji ziarna słupkowe wzrastają w kierunku prostopadłym do
ścianek formy w wyniku, czego w osi wlewka oraz w pobliŜu jego dolnych naroŜy następuje
zetknięcie frontów krystalizacji wzrastających ziaren.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
Rys. 27. Rodzaj struktury wlewków: a) ziarna słupkowe, b) ziarna słupkowe oraz równoosiowe, c) ziarna
zamroŜone, słupkowe i równoosiowe, d) ziarna równoosiowe [11]
W miejscach zetknięcia ziaren gromadzą się segregujące składniki, gazy oraz stałe
zanieczyszczenia, powodując znaczne obniŜenie właściwości mechanicznych wlewków.
Struktura charakteryzująca się dominacją duŜych ziaren słupkowych, jest szczególnie
niekorzystna w wypadku wlewków, gdyŜ strefy o obniŜonych właściwościach mechanicznych
są naraŜone na powstawanie pęknięć podczas nagrzewania i późniejszej przeróbki plastycznej
. Najczęściej obserwowaną makrostrukturą we wlewkach jest struktura złoŜona z zewnętrznej
strefy ziaren słupkowych i centralnej strefy ziaren równoosiowych (rys. 27 b). Często
wymienionym strefom towarzyszy równieŜ peryferyjna, wąska strefa ziaren zamroŜonych
(rys. 27 c).
Wymienione struktury charakteryzują się znaczną niejednorodnością składu
chemicznego i właściwości, czego przykładem są wlewki ze staliwa niskowęglowego
i niskostopowego z licznymi rodzajami makrosegregacji. Niektóre stopy krystalizują
z utworzeniem w odlewie jedynie strefy ziaren równoosiowych (rys. 27 d). Struktura taka we
wlewkach jest strukturą najbardziej korzystną, poniewaŜ przypadkowo zorientowane ziarna
równoosiowe zapewniają makroskopową izotropowość oraz stosunkowo duŜą jednorodność
składu chemicznego materiału. Wlewki o strukturze złoŜonej z ziaren równoosiowych są
więc korzystniejszym półwyrobem w procesach przeróbki plastycznej (walcowanie, kucie,
wyciskanie), gdyŜ niebezpieczeństwo powstania pęknięć w trakcie przeróbki jest
w porównaniu z innymi typami struktur stosunkowo niewielkie. Rodzaj struktury pierwotnej
jaka powstaje w krzepnącym odlewie zaleŜy m.in. od takich czynników jak:
−
parametry charakteryzujące ciekły stop (ilość i rodzaj składników stopowych, zawartość
zanieczyszczeń stałych i gazowych),
−
parametry charakteryzujące formę odlewniczą (konstrukcja i materiał formy, jakość
powierzchni, pokrycia, temperatura formy, sposób doprowadzenia ciekłego stopu),
−
konstrukcja odlewu (kształt i wymiary odlewu oraz sposób wypełniania przez ciekły stop
wnęki formy),
−
technologia wytapiania i odlewania (modyfikacja, mieszanie stopu w zakresie temperatur
solidus - likwidus, temperatura odlewania, drgania dźwiękowe i ultradźwiękowe
w trakcie krzepnięcia, konwekcja kąpieli itp.).
Walcowanie to kształtowanie plastyczne przedmiotu wywołane ściskaniem (zgniataniem)
metalu wprowadzonego pomiędzy parę obracających się walców lub rolek (rys. 28).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
Rys. 28. Schemat walcowania płaskownika [5, s. 35]
Walcowanie moŜe przebiegać w sposób ciągły lub okresowo, na prostych lub specjalnie
wyprofilowanych walcach. W zaleŜności od temperatury odkształcanego metalu proces
przebiega na gorąco lub na zimno. Kształt przedmiotu zaleŜy od kształtu walców.
Kucie to kształtowanie plastyczne, wywołane ściskaniem metalu za pomocą
poruszających się względem siebie narzędzi. Nacisk moŜe być statyczny lub dynamiczny
(uderzenie). Powierzchnia robocza narzędzia moŜe odwzorowywać kształt wyrobu.
Odkształcenie metalu narzędziem nie odwzorowującym w sposób prosty kształtu końcowego
wyrobu to kucie swobodne (rys. 29).
a)
b)
Rys. 29. Schemat kucia swobodnego: a) wydłuŜanie narzędziami płaskimi, b) wydłuŜanie narzędziami
kształtowymi [5, s. 36]
Kucie swobodne realizowane za pomocą kowadeł płaskich (rysunek 29a) cechuje się
wystąpieniem w metalu swobodnego odkształcenia wzdłuŜnego lub poprzecznego, przy
stosunkowo małych naciskach. Kucie swobodne przy uŜyciu kowadeł kształtowych (rysunek
29b) moŜe ograniczać jeden z kierunków odkształcenia, zwiększając odkształcenie
w pozostałych kierunkach, co wymaga znacznego zwiększenia nacisku. Kucie swobodne
z wykorzystaniem płaskich i kształtowych kowadeł przeprowadza się za pomocą maszyn
kuźniczych – młotów lub pras hydraulicznych. Kucie swobodne obejmuje zabiegi:
−
spęczania - zgniatanie w jednym kierunku,
−
wydłuŜania - w jednym lub w dwóch kierunkach, zmiana objętości postaciowej,
−
wgłębiania,
−
przebijania,
−
gięcia - zmiana kierunku osi przedmiotu,
−
skręcania - zmiana przez obrót,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
−
cięcia,
−
rozkuwania.
Kucie matrycowe odróŜnia od swobodnego uŜycie narzędzi o złoŜonym kształcie
powierzchni roboczych (matryc). Ze względu na rodzaj zastosowanych matryc wyróŜnia się:
−
kucie w matrycach otwartych,
−
kucie w matrycach zamkniętych,
−
prasowanie wypływowe (wyciskanie).
Kucie matrycowe w matrycach otwartych odbywa się na młotach matrycowych
lub w pionowych prasach kuźniczych. Proces ten wymaga większych nacisków niŜ przy
kuciu swobodnym wskutek nierównomierności rozkładu odkształceń. Aby zmniejszyć
niejednorodność odkształceń i uniknąć uszkodzeń odkuwek, w kuciu matrycowym stosuje
się odkuwki wstępnie przygotowane w kuciu swobodnym
Rys. 30. Schemat kucia w zamkniętej matrycy: a) początkowy i b) końcowy okres kucia [5, s. 37]
Kucie w zamkniętej matrycy (rys. 30) realizuje się na kuźniarkach, prasach korbowych
lub kolankowych oraz w prasach hydraulicznych. Kształtowanie odkuwki przebiega
początkowo jako swobodne rozszerzanie, a następnie jako trzyosiowe ściskanie wywołane
oddziaływaniem bocznych ścianek matrycy. W procesach kucia w matrycach zamkniętych
wymagane są naciski ponad dwukrotnie większe, niŜ w przypadku kucia w matrycach
otwartych, dzięki czemu wyrób cechuje się duŜą równomiernością odkształcenia
i jednorodnością właściwości eksploatacyjnych.
Wyciskanie to kształtowanie plastyczne przez ściskanie zamkniętego w matrycy
materiału, w wyniku jego przepychania przez otwór lub szczelinę. Schemat procesu
wyciskania przedstawia rysunek 31. W prasowaniu wypływowym w początkowej fazie
następuje poprzeczne poszerzenie wstępniaka, po czym, wskutek trzyosiowego ściskania
metal „wypływa” przez szczelinę. W wyciskaniu napręŜenia ściskające są nawet 15
−
krotnie
większe niŜ przy kuciu swobodnym.
Rys. 31. Schemat prasowania wypływowego [5, s. 37]
Ciągnięnie – przeciąganie to kształtowanie plastyczne metalu przez rozciąganie
i ściskanie, za pomogą jego przeciągania przez kształtowy otwór narzędzia (rysunek 32).
W wyniku tego procesu materiał wyjściowy zmienia kształt przekroju lub jedynie jego
wielkość. Odkształcanie odbywa się w nieruchomym ciągadle, w którym metal, ślizgając się
po powierzchni roboczej, zmienia swoje wymiary poprzeczne, dlatego przeciąganie
stosowane jest najczęściej do zmniejszania przekroju poprzecznego i zwiększania długości
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
drutów, prętów lub rur. Oprócz właściwości ciągnionego metalu, kształt otworu roboczego
ciągadła jest podstawowym czynnikiem wpływającym na proces ciągnięcia. Właściwy dobór
kształtu ciągadła pozwala osiągać najmniejszą wartość siły ciągnięcia, wpływając tym samym
na zmniejszenie zuŜycia narzędzia.
Rys. 32. Przeciąganie pręta: a) schemat odkształcenia, b) właściwy kształt ciągadła [5, s. 38]
Tłoczenie to proces kształtowania plastycznego za pomocą rozciągania i ściskania
wykroju blachy w wyrób naczyniowy (cylindryczny albo skrzynkowy z dnem),
ze zmniejszeniem lub bez zmniejszenia obwodu naczynia.
Zalety tłoczenia to:
−
duŜa wydajność,
−
moŜliwość wykonywania przedmiotów o złoŜonym kształcie,
−
niski koszt własny wyrobu,
−
mała materiałochłonność,
−
łatwość bezpośredniej obsługi urządzenia,
−
moŜliwość automatyzacji procesu.
Procesy tłoczenia moŜna podzielić na:
−
procesy kształtowania plastycznego z naruszeniem spójności materiału (cięciem),
−
procesy kształtowania plastycznego bez naruszenia spójności materiału.
Przypadek naruszenia spójności materiału przez proces cięcia daje bardzo duŜe
moŜliwości kształtowania przedmiotów. RozróŜnia się następujące zabiegi:
1)
wycinanie – cięcie wzdłuŜ linii zamkniętej okalającej wycięty przedmiot lub półwyrób,
2)
dziurkowanie – cięcie wzdłuŜ linii zamkniętej (materiał wycięty jest odpadem),
3)
odcinanie – cięcie wzdłuŜ linii niezamkniętej (prostej lub krzywej) w celu całkowitego
oddzielenia materiału,
4)
nadcinanie – częściowe rozdzielenie materiału w obrębie wyrobu lub półwyrobu,
5)
rozcinanie – rozdzielenie od siebie części wykonanych wspólnie,
6)
okrawanie – usuwanie nadmiaru materiału z obrzeŜa wyrobu tłoczonego,
7)
wygładzanie – odcinanie części materiału na obrzeŜu lub w wyciętym otworze celem
uzyskania gładkich powierzchni i dokładnego wymiaru.
W procesach kształtowania przedmiotu bez naruszania spójności moŜna wyróŜnić zabiegi:
1)
gięcie – kształtowanie plastyczne metalu, którego celem jest trwała zmiana krzywizny
bez zmiany wymiarów poprzecznych. W zakres gięcia wchodzą zabiegi: wyginanie,
zaginanie, zwijanie, profilowanie i prostowanie.
2)
ciągnienie – polega na przeformowaniu materiału w otworze matrycy, co jest realizowane
w jednym lub kilku ciągach i jest wykorzystywane do wykonywania przedmiotów
o duŜych głębokościach. WyróŜnia się następujące zabiegi ciągnienia:
−
wytłaczanie – kształtowanie plastyczne płaskiego materiału wyjściowego, bez
naruszenia spójności, w element o powierzchni nierozwijalnej (pierwszy ciąg) i bez
zamierzonej zmiany grubości ścianki wytłoczki,
−
przetłaczanie,
−
przewijanie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
Wyoblanie stosuje się w produkcji małoseryjnej. W procesie wyoblania półfabrykat
w kształcie krąŜka blachy jest dociskany do wzornika i wprawiany w ruch obrotowy (rys. 33).
Kształt bryły obrotowej uzyskuje się przez dociskanie wyoblaka, który moŜe, posuwowym
wykonywać równieŜ ruch obrotowy. Kształt wyrobu odpowiada kształtowi wzornika.
W przypadku wyoblania części głębokich i o złoŜonym kształcie zachodzi konieczność
stosowania podtrzymki, która zapobiega fałdowaniu się blachy. Metodą tą wykonuje się:
części naczyniowe, wygładzanie powierzchni części po tłoczeniu wielostopniowym,
przewęŜenia na elementach walcowych, okrawanie, zawijanie obrzeŜy, itp.
Rys. 33. Schemat wyoblania [5, s. 41]
Obciąganie stosuje się do wykonywania duŜych części o stosunkowo prostym kształcie.
W przypadku części o krzywiźnie przestrzennej stosuje się specjalne prasy hydraulicznej.
Przy obciąganiu zwykłym półfabrykat mocuje się w uchwytach, które zbliŜają się do siebie,
a ostateczny kształt uzyskuje się po przesunięciu wzornika w górę. Obciąganie
z rozciąganiem uzyskuje się, wyginając półfabrykat na podnoszącym się stemplu
z jednoczesnym rozciąganiem za pomocą uchwytów (rys. 34). Wadą tego sposobu
kształtowania jest strata materiału na mocowanie w uchwytach.
Rys. 34. Schemat obciągania zwykłego [5, s. 41]
Ciągłe zwiększanie dokładności i wydajności metod obróbki plastycznej, a takŜe rozwój
metod projektowania narzędzi umoŜliwia coraz szersze ich stosowanie, a odpowiedni udział
procentowy obróbki plastycznej jako techniki wytwarzania jest gwarancja znacznego
obniŜenia kosztów wyrabianych elementów maszynowych i aparatury.
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Co oznacza pojęcie plastyczność materiału?
2.
Co to jest obróbka plastyczna i na czym polega?
3.
Jakie są zalety techniczne obróbki plastycznej?
4.
Co to jest przeróbka plastyczna?
5.
Jakie zmiany w metalu wywołuje obróbka plastyczna na zimno?
6.
W jakich temperaturach moŜna prowadzić obróbkę plastyczną metali?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
7.
Jakie są podstawowe sposoby obróbki plastycznej?
8.
Na czym polega walcowanie?
9.
Na czym polega kucie?
10.
Co odróŜnia kucie swobodne od kucia matrycowego?
11.
Na czym polega proces wyciskania?
12.
Na czym polega proces ciągnięnia - przeciągania?
13.
W jaki sposób klasyfikuje się procesy tłoczenia?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj metody obróbki plastycznej jaką wykonano wskazane elementy metalowe.
Scharakteryzuj kaŜdą z metod.
Element
Metoda obróbki
Charakterystyka metody
1
2
3
5
6
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
dokonać oględzin elementów metalowych,
2)
przyporządkować techniki obróbki plastycznej do właściwych elementów metalowych,
3)
zapisać informacje w tabeli,
4)
scharakteryzować kaŜda z metod,
5)
zapisać informacje w tabeli,
6)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
próbki – elementy wykonane róŜnymi sposobami obróbki plastycznej,
−
karty z opisami technik obróbki plastycznej,
−
długopis.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
Ćwiczenie 2
Określ strukturę wlewka na kaŜdym z rysunków. Wskaz wlewek najbardziej odpowiedni
do obróbki plastycznej.
a)…………………………………………………………………………………………
b)…………………………………………………………………………………………
c)…………………………………………………………………………………………
d)…………………………………………………………………………………………
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
rozpoznać kryształy występujące we wlewkach,
2)
określić rodzaj struktury wlewka na kaŜdym z rysunków,
3)
zapisać informacje,
4)
wskazać wlewek najbardziej odpowiedni do obróbki plastycznej,
5)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
długopis,
−
literatura wskazana przez nauczyciela.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
Ćwiczenie 3
Rozpoznaj, na rysunkach zamieszczonych w tabeli, procesy obróbki plastycznej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
rozpoznać procesy obróbki plastycznej,
2)
zapisać informacje w tabeli
3)
zaprezentować wyniki ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
kartka formatu A4,
−
materiały do pisania.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
zdefiniować pojęcia obróbki plastycznej i przeróbki plastycznej?
2)
wyjaśnić pojęcia walcowania, kucia, tłoczenia i ciągnienia?
3)
rozróŜnić rodzaje kucia?
4)
określić zabiegi, wykonywane w procesie tłoczenia z naruszeniem
spójności materiału?
5)
rozróŜnić
elementy
wykonane
róŜnymi
sposobami
obróbki
plastycznej?
6)
określić zalety techniczne obróbki plastycznej?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
5.
SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1.
Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.
Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.
Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.
Test zawiera 20 zadań. Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5.
Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.
6.
Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7.
Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ zaznaczenie
odpowiedzi na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8.
Na rozwiązanie testu masz 40 minut.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1.
Mechanizm odkształcenia plastycznego przedstawiony na rysunku to
a)
poślizg.
b)
bliźniakowanie.
c)
pełzanie dyslokacyjne.
d)
poślizg po granicy ziaren.
2.
Jeśli przez l
0
– oznaczymy długość elementu przed odkształceniem, przez l
1
- oznaczymy
długość elementu po odkształceniu,
∆
l= l
1
- l
0
to odkształcenie względne obliczamy ze
wzoru
a)
∆l
ε
=
.
b)
0
l
∆l
ε
=
.
c)
0
1
l
l
ε
=
.
d)
∆l
l
ε
0
=
.
3.
Gniotem nazywamy
a)
liniowe zmniejszenie wymiarów przedmiotu odkształconego pod działaniem siły
ściskającej prostopadle do jej działania.
b)
liniowe zwiększenie wymiarów przedmiotu odkształconego pod działaniem siły
ściskającej w kierunku jej działania.
c)
nieliniowe zmniejszenie wymiarów przedmiotu odkształconego pod działaniem siły
ściskającej w kierunku jej działania.
d)
liniowe zmniejszenie wymiarów przedmiotu odkształconego pod działaniem siły
ściskającej w kierunku jej działania.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
49
4.
Umocnieniem w obróbce plastycznej nazywamy
a)
zmniejszenie twardości i wytrzymałości przy jednoczesnym spadku własności
plastycznych oraz obniŜeniem przewodności elektrycznej.
b)
wzrost twardości i wytrzymałości oraz zwiększeniu własności plastycznych
i zwiększenie przewodności elektrycznej.
c)
wzrost twardości i wytrzymałości przy jednoczesnym spadku własności plastycznych
oraz obniŜeniem przewodności elektrycznej.
d)
wzrost twardości i zmniejszenie wytrzymałości przy jednoczesnym spadku własności
plastycznych oraz obniŜeniem przewodności elektrycznej.
5.
Początkowa granica plastyczności to
a)
napręŜenie umowne po którym następuje utrata ciągłości materiału.
b)
największe napręŜenie rzeczywiste po którym następuje utrata ciągłości materiału.
c)
napręŜenie umowne, przy którym rozpoczyna się proces powstawania odkształceń
plastycznych.
d)
napręŜenie rzeczywiste, przy którym rozpoczyna się proces powstawania odkształceń
plastycznych.
6.
Proces kształtowania plastycznego za pomocą rozciągania i ściskania wykroju blachy
w wyrób naczyniowy, to
a)
kucie swobodne.
b)
tłoczenie.
c)
prasowanie wypływowe.
d)
wyoblanie.
7.
W odkształceniu spręŜystym ciało
a)
pod obciąŜeniem wraca powoli do pierwotnych wymiarów.
b)
po usunięciu obciąŜenia nie wróci do pierwotnych wymiarów.
c)
po usunięciu obciąŜenia wróci do pierwotnych wymiarów.
d)
po usunięciu obciąŜenia zwiększy swoje wymiary.
8.
Odkształcenie plastyczne przedstawione na rysunku to
a)
walcowanie.
b)
kucie.
c)
ciągnienie.
d)
wyoblanie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
50
9.
Jeśli odpowiednio l
0,
b
0,
h
0
– oznaczymy wymiary elementu przed odkształceniem, przez
l
1,
b
1,
h
1
- oznaczymy wymiary elementu po odkształceniu. A F
0
i F
1
przekroje elementów
przed i po przeróbce plastycznej. Współczynnik przerobu plastycznego nie jest określony
wzorem
a)
1
0
F
F
λ
=
.
b)
c)
d)
1
0
l
l
=
λ
.
10.
W praktyce, w procesach obróbki plastycznej, najczęściej wykorzystywanym rodzajem
odkształcenia jest
a)
ściskanie.
b)
rozciąganie.
c)
odkształcenie złoŜone.
d)
zginanie.
11.
Rysunek przedstawia krystalizację wlewka z utworzeniem w odlewie
ziaren
a)
równoosiowych.
b)
zamroŜonych.
c)
słupkowych.
d)
równoosiowych, zamroŜonych, słupkowych.
12.
Temperatura graniczna jest temperaturą
a)
topnienia.
b)
rozrostu ziaren.
c)
rekrystalizacji.
d)
zdrowienia.
13.
W wyniku odkształcenia plastycznego na zimno metale
a)
tracą spójność.
b)
następuje ich umocnienie.
c)
stają się bardziej plastyczne.
d)
zwiększają przewodność elektryczną.
14.
Zasada stałej objętości została jest oparta o zasadę zachowania
a)
energii.
b)
masy.
c)
momentu pędu.
d)
pędu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
51
15.
Uprzywilejowana orientacja krystalograficzna ziaren względem kierunku i płaszczyzny
obróbki plastycznej to
a)
zgniot.
b)
tekstura zgniotu.
c)
bliźniak.
d)
płaszczyzna poślizgu.
16.
Aby przywrócić metalom ich właściwości sprzed odkształcenia plastycznego, stosuje się
a)
chłodzenie.
b)
wyŜarzanie.
c)
oziębianie.
d)
hartowanie.
17.
W czasie cieplnego usuwania skutków odkształcenia plastycznego zachodzą kolejno trzy
procesy
a)
zdrowienie, rekrystalizacja, rozrost ziaren.
b)
zdrowienie, rekrystalizacja, zgniot.
c)
zgniot, rekrystalizacja, zdrowienie.
d)
zdrowienie, rozrost ziaren, odkształcenie postaci.
18.
JeŜeli T
t
– oznacza temperaturę topnienia metalu to obróbka plastyczna na zimno zachodzi
w zakresie temperatur
a)
do 0,25 T
t
.
b)
od 0,3 T
t
do 0,5 T
t
.
c)
od 0,5 T
t
do 0,6 T
t
.
d)
powyŜej 0,6 T
t
.
19.
Kształtowanie plastyczne, wywołane ściskaniem metalu za pomocą poruszających się
względem siebie narzędzi zachodzące w trakcie obróbki plastycznej na zimno nazywamy.
a)
walcowaniem.
b)
wyciskaniem.
c)
kuciem.
d)
ciągnieniem.
20.
Na rysunku przedstawiającym wpływ nagrzewania na strukturę i właściwości
zgniecionego materiału symbolem c oznaczono
a)
rozrost ziaren.
b)
zdrowienie.
c)
rekrystalizację pierwotną.
d)
rekrystalizację wtórną.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
52
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ……………………………………………………..
Posługiwanie się podstawowymi pojęciami z zakresu obróbki plastycznej
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Numer
zadania
Odpowiedź
Punkty
1.
a
b
c
d
2.
a
b
c
d
3.
a
b
c
d
4.
a
b
c
d
5.
a
b
c
d
6.
a
b
c
d
7.
a
b
c
d
8.
a
b
c
d
9.
a
b
c
d
10.
a
b
c
d
11.
a
b
c
d
12.
a
b
c
d
13.
a
b
c
d
14.
a
b
c
d
15.
a
b
c
d
16.
a
b
c
d
17.
a
b
c
d
18.
a
b
c
d
19.
a
b
c
d
20.
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
53
6.
LITERATURA
1.
Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna. WSiP, Warszawa 1997
2.
Dobrucki W.: Zarys obróbki plastycznej metali. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1974
3.
Gabryszewski Z., Gronostajski J.: Mechanika procesów obróbki plastycznej.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1991
4.
Kajzer S., Kozik R., Wusatowski R.: Wybrane zagadnienia z procesów obróbki
plastycznej metali. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997
5.
Karpiński T.: InŜynieria produkcji. Wydawnictwa Naukowo
−
Techniczne, Warszawa 2004
6.
Lisica A., Ostrowski B., Ziewie W.: Laboratorium Materiałoznawstwa. Wydawnictwo
Politechnika Radomska, Radom 2006
7.
Marciniak J. (red): Ćwiczenia laboratoryjne z metaloznawstwa. Wydawnictwo
Politechniki Gliwickiej, Gliwice 2001
8.
Weroński W., Schabowska K.: Przeróbka plastyczna metali. Cz. 1. WSiP, Warszawa 1989
9.
Wyrzykowski J.W., Pleszakow E., Sieniawski J.: Odkształcanie i pękanie metali.
Wydawnictwa Naukowo
−
Techniczne, Warszawa 1999
10.
Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2001
11.
oen.dydaktyka.agh.edu.pl
12.
www.jaswal.ps.pl
13.
www.metalplast.pwr.wroc.pl