§ 6. Неравномерность деформации

Технические процессы обработки металлов давлени­ем сопровождаются неравномерностью деформации — непостоянством коэффициентов деформации по ширине, высоте и длине деформируемых изделий. Неравномер­ность деформации определяется рядом факторов: фор­мой заготовки и инструмента, неоднородностью химиче­ского состава металла и температуры по объему тела, наличием трения на контактной поверхности, упругими деформациями инструмента и др. При получении изде­лий сложной формы из прямоугольной заготовки нерав­номерность деформации является неизбежной. При оса­живании заготовки, имеющей большую высоту, боковые поверхности получаются бочкообразными в результате подпирающего действия сил трения. На контактных пло­щадках трение препятствует течению металла при оса­живании, а к середине высоты образца подпирающее действие трения уменьшается и металл получает боль­шее перемещение. Чем больше коэффициент трения на контактной поверхности, тем больше бочкообразность. При прокатке на блюминге в результате неравномерно­го напряженного состояния по высоте слитка в первых проходах пластически деформируется объем металла, прилегающий к валкам. Неравномерность напряженно­го состояния по высоте приводит к неравномерности де­формации в поперечном сечении, и раскат имеет боль­шую ширину в зоне контакта с валками и меньшую в середине высоты. Прокатка сортового металла всегда со­провождается неравномерностью деформации. При про­катке квадратной заготовки в овальном калибре в сред­ней части обжатие металла по высоте меньше, чем по краям; при прокатке той же заготовки на диагональ в ромбическом калибре средняя часть получает большее обжатие.

Части полосы, получающие большее обжатие по вы­соте, стремятся получить большую длину. Менее обжи­маемые части полосы, получая меньшую вытяжку, будуг оказывать сдерживающее влияние на части полосы, де­формация которых могла бы быть больше. Конечная длина всех частей полосы будет одинаковой. В частях полосы с большей вытяжкой возникнут напряжения сжа­тия, а в менее обжимаемых частях полосы возникнут напряжения растяжения.

Неравномерность деформации является нежелатель­ной, а в некоторых случаях должна быть строго ограни­чена. Вынужденное выравнивание длины полосы при неравномерной деформации приводит к появлению допол­нительных и остаточных напряжений по сечению изде­лий. В процессе деформации дополнительные напряже­ния растяжения приводят к возникновению трещин и разрушению металла при их критическом значении, к повышению деформирующего усилия. По окончании деформации в металле, получившем неравномерное об­жатие различных частей, возникают остаточные напря­жения, которые могут привести к нежелательным дефор­мациям готового проката.