La forgiabilità dei materiali metallici

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Il fattore che ha una maggiore influenza sulla forgiabilità del metallo è la sagomatura del metallo stesso. Migliore è la plasticità, meno è probabile che si rompa durante forgiatura. La plasticità di un metallo è strettamente correlata alla struttura del metallo. Più fini sono i grani di cristallo, più uniforme è la struttura e migliore è la plasticità. Pertanto, la forgiabilità del metallo può essere migliorata affinando i grani di cristallo e la struttura uniforme. Il materiale metallico può cambiare forma senza rompersi durante la lavorazione a pressione. Include lavorazioni come il martello forgiatura, laminazione, stiramento ed estrusione allo stato caldo o freddo. La forgiabilità è principalmente legata alla composizione chimica dei materiali metallici.

L'essenza del metallo

1.1 Influenza della composizione chimica

I metalli con diverse composizioni chimiche hanno una diversa forgiabilità. In genere, i metalli puri hanno una migliore forgiabilità rispetto alle leghe; minore è la frazione di massa di carbonio dell'acciaio al carbonio, migliore è la fucinabilità; quando l'acciaio contiene più elementi formanti carburi (cromo, tungsteno, molibdeno, vanadio, ecc.), la forgiabilità è notevolmente ridotta.

1.2 Influenza della struttura metallica

La struttura metallica è diversa e anche la sua forgiabilità è molto diversa. Quando la lega si trova in una struttura in soluzione solida monofase (come l'austenite), la forgiabilità è buona; quando il metallo ha una struttura composta metallica (come la cementite), la forgiabilità è scarsa. La struttura colonnare colata e i grani grossolani non sono malleabili come la struttura uniforme e fine dopo la lavorazione a pressione.

Condizioni di lavorazione

2.1 Temperatura di deformazione

L'aumento della temperatura quando il metallo è deformato è una misura efficace per migliorare la fucinabilità del metallo. Durante il processo di riscaldamento del metallo, all'aumentare della temperatura di riscaldamento, la mobilità degli atomi di metallo aumenta, l'attrazione tra gli atomi diminuisce e lo slittamento è facile. Pertanto, la plasticità è migliorata, la resistenza alla deformazione è ridotta e la forgiabilità è notevolmente migliorata. Tutti sono effettuati ad alte temperature.

2.2 Velocità di deformazione

La velocità di deformazione è il grado di deformazione per unità di tempo. L'effetto della velocità di deformazione sulla forgiabilità del metallo è mostrato nella Figura 2. Dalla figura si può vedere che la sua influenza sulla malleabilità è contraddittoria. Da un lato, all'aumentare della velocità di deformazione, il recupero e la ricristallizzazione sono troppo tardi per superare nel tempo il fenomeno dell'incrudimento, per cui la plasticità del metallo diminuisce, la resistenza alla deformazione aumenta e la forgiabilità si deteriora (punto a nella figura per la sinistra). D'altra parte, nel processo di deformazione del metallo, parte dell'energia consumata nella deformazione plastica viene convertita in energia termica, che equivale a riscaldare il metallo, in modo che la plasticità del metallo sia aumentata, la resistenza alla deformazione è ridotta, e viene migliorata la falsificazione (punto a nella figura a destra ). Maggiore è la velocità di deformazione, più evidente è l'effetto termico.

Figura 2 Effetto della velocità di deformazione sulla plasticità e sulla resistenza alla deformazione

2.3 Metodo di deformazione (stato di sollecitazione)

La modalità di deformazione è diversa e lo stato di sollecitazione interna del metallo deformato è diverso. Ad esempio, nel caso di deformazione per estrusione, si trova in uno stato di compressione a tre vie; nel caso di trafilatura si trova in uno stato di compressione bidirezionale e in uno stato di compressione unidirezionale; durante la ricalcatura, lo stato di sollecitazione della parte centrale del grezzo è una sollecitazione di compressione a tre vie e la parte periferica è su e giù e radiale È una sollecitazione di compressione e tangenziale è una sollecitazione di trazione, come mostrato nella Figura 3.

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