Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
19*
292
Глава 12
в направлении действия максимальных касательных напряжений (под углом 45° к оси напряжения).
Анизотропия меди с кубической текстурой детально исследована [40]. На фиг. 12.9 показаны значительные изменения механических свойств, найденные в этом материале. Было показано, что фестоны, появлявшиеся в данном случае в направлении прокатки и под углом 90° к этому направлению, связаны с величиной растягивающих напряжений, действующих в радиальном направлении в процессе вытяжки. Однако справедливость такого упрощенного подхода весьма сомнительна, так как процесс вытяжки нельзя рассматривать как процесс с преобладанием радиальных растягивающих напряжений. Бурн и Хилл [41] показали, что действующие вблизи
кромки колпачка в процессе вытяжки тангенциальные сжимающие напряжения являются решающим фактором, определяющим образование фестонов. Они измерили относительную ширину и толщину образцов, вырезанных из листа в различных направлениях и испытанных на растяжение при разных удлинениях, и обнаружили, что эти относительные показатели деформации чувствительны к направлению. Из этих данных они вывели значения тангенциальных напряжений течения, которые они связали с максимальной и минимальной тенденциями к образованию фестонов в процессе вытяжки.
Совсем недавно обратили внимание на анизотропию механиче-90 ских свойств в направлении, нормальном плоскости листа, в сравнении с направлениями, лежащими в плоскости листа. Эта «нормальная» чувствительность к направлению часто бывает более выражена, чем «плоскостная», и может усилить эффект, имеющий место при вытяжке. Указанный тип анизотропии трудно измерить прямым путем, однако косвенно эта анизотропия отражается на поведении плоских образцов при испытании на растяжение [5]. Такие образцы обнаруживают различную пластическую деформацию по ширине и толщине. Было показано, что это является результатом различия в прочности материала в направлениях, параллельном и перпендикулярном плоскости листа [42]. Было найдено, что отношение деформаций по ширине и но толщине образца R — постоянная величина, не зависящая от величины деформации, которая является хорошей мерой чувствительности свойств к направлению. Хотя величина этой постоянной изменяется в зависимости от направления оси растяжения в плоскости прокатки, однако для тексту-рованного материала она всегда больше единицы (фиг. 12.10).
Тот факт, что R0 ф R& ф Rqo, является результатом «плоской» анизотропии, тогда как наклон кривой по отношению к линии R = I обусловлен «нормальной» анизотропией. Исследование ряда сталей для глубокой вытяжки показало, что если R велико, то способность к глубокой вытяжке также высокая [43]. Текстурованный материал с большим значением R способен упрочняться при глубокой вытяжке в зоне стенок, что позволяет осуще-
W 2Q OO АО 50 60 70 80 Угол оси образца по отношению к направлению прокатки, град
Фиг. 12.9. Изменение механических свойств медной полосы с однородной текстурой (100) (001) в зависимости от направления [36].
Анизотропия в поликристаллических металлах
29$
ствлять вытяжку более высоким усилием на пуансоне, чем в случае изотропного материала, и, таким образом, производить вытяжку более круп-
0,15
ао5 о.ю
Деформация по толщине ?t
Фиг. 12.10. Связь между деформациями по ширине и по толщине мягкой стали, испытанной в трех направлениях прокатки (указаны углы относительно направления прокатки) [5].
ной заготовки без разрывов. Было установлено, что преимущество раскисленных алюминием сталей перед сталями, склонными к фестоиообразо-ванию, в таком процессе явля-
ЛА
• Rl
X Латунь
т Нержавеющая
сталь о /Ия екая сталь
ется следствием более сильной чувствительности свойств к направлению по нормали к поверхности листа. Есть основания предполагать, что разница в степени совершенства текстуры является результатом присутствия частиц нитридов алюминия в раскисленных сталях, которые способствуют ужестче-нию текстуры вследствие избирательного роста зерен при отжиге. Связь между величиной R и текстурой подтверждена детальным рентгеновским исследованием преимущественных ориентировок, развивающихся в холоднокатаных и отожженных низкоуглеродистых сталях [44].
Представление об отношении степеней деформации было применено к ряду различных
материалов, и была получена общая корреляция между способностью к глубокой вытяжке и величиной R (фиг. 12.11); для листа из титана было получено очень высокое значение, поэтому, исходя из гексагональной решетки титана, следует ожидать развития значительной анизотропии.
1,8
Фиг. 12.11. Связь между способностью к вытяжке, измеренной с помощью испытаний на вытяжку колпачков (по Свифту), и средним отношением деформаций R [5].
234
Глава 12
§7. Упрочнение текстурованйем
В последние годы делаются попытки использовать текстуру для упрочнения металлического листа [451. Лучших результатов следует ожидать в случае высокоанизотропных металлов с гексагональной решеткой, таких, как титан. Идеальной текстурой прокатки металлов с гексагональной решеткой является (0001) (1010): металлы магний, титан и цирконий имеют высокий процент зерен, ориентированных базисной плоскостью параллельно плоскости прокатки с различной величиной отклонений от идеальной текстуры. Если мы теперь рассмотрим процесс растяжения полосы с идеальной текстурой, тЬ в плоскости полосы можно обнаружить три направления скольжения по базисной плоскости; более того, эти три направления соответствуют направлениям призматического {1010} и пирамидального {1011}
