Влияние условий обработки на упрочнение
Механические свойства материала могут зависеть очень сильно также от условий обработки.
Это выясняется при рассмотрении кривых упрочнения для латунной и стальной проволок, протянутых за один проход в конических очках из различных материалов и с разными углами наклона. Особенно сильно сказывается влияние материала и формы инструмента на упрочнение отожженного материала при малых обжатиях и притом тем сильнее, чем больше коэффициент трения и чем больше угол наклона очка. При более сильных деформациях влияние это значительно меньше. Для предварительно тянутой проволоки упрочнение оказывается даже одинаковым. Никакого влияния не оказывает форма очка при протяжке латунных и лау талевых труб.
В производственной практике сильные деформации осуществляются обычно не в один прием, а в несколько последовательных. Формы инструмента при этом также не столь различны, как в описанных выше опытах; поэтому здесь можно ожидать лишь небольших колебаний. При прокатке вообще не удалось наблюдать влияния степени обжатия за проход на упрочнение. Напротив, Давиденков и Бугаков установили неравномерный ход кривых упрочнения при прокатке латунных листов, что удалось поставить в связь с остаточными напряжениями, поскольку после отпуска неравномерность кривых сглаживается. Неравномерный ход упрочнения отмечен также при протяжке медной и бронзовой проволоки. Это, по-видимому, также находит себе объяснение в каких-либо неравномерностях при процессе волочения.
Как показывают исследования волочения латуни, причина колебаний механических свойств при различных условиях обработки состоит в том, что поверхностные слои материала упрочняются значительно сильнее, чем внутренние. Внутренние слои претерпевают при одинаковых сжатиях всегда одинаково сильное упрочнение, причем величина этого упрочнения получается той же, что и при растяжении на растяжной машине. Поверхностные же слои, как показали опыты Зибеля и Гюне на специальных образцах с сеткой, претерпевают тем большие дополнительные сдвиги, чем больше угол наклона очка.
При последующих протяжках размер этих дополнительных сдвигов уменьшается.
Рентгенографические исследования проволоки и материала также обнаруживают неравномерность деформации и наличие сдвигов в поверхностных слоях.
При исследовании тянутой проволоки часто устанавливается более сильное упрочнение поверхностных слоев. Однако для меди наблюдалось также более сильное упрочнение внутренних слоев. Последнее можно объяснить только разупрочнением поверхностных слоев вследствие теплового аффекта, возникающего при волочении.
Более сильное упрочнение поверхностных слоев наблюдается также при ковке, в особенности если она производится легкими ударами.
Температурные колебания при обработке, которые обусловливаются отчасти изменениями комнатной температуры, отчасти постепенным нагревом обрабатываемого материала, инструмента и смазочных материалов в процессе обработки, также влияют на упрочнение. Почти дли всех материалов упрочнение в температурной области холодного деформирования получается тем меньше, чем выше истинная температура деформирования. Уже незначительные колебания комнатной температуры могут вызвать различия в прочности порядка нескольких кг/мм2.
При таких видах обработки, как ковка, прокатка профилей, отчасти также листовая прокатка, когда в процессе обработки направление прилагаемого усилия изменяется, упрочнение получается меньшим, чем в тех случаях, когда материал обрабатывается в одном направлении.