Войти
Формуемость - это способность данной металлической заготовки подвергаться пластической деформации без повреждений. Однако способность материалов металлических к пластической деформации ограничена до определенной степени, и в этот момент материал может разорваться или сломаться (разлом).
Процессы, на которые влияет формуемость материала, включают: прокатку, экструзию, ковку, профилирование, штамповка и гидроформование.
Общим параметром, который указывает формуемость и пластичность материала, является деформация разрушения, которая определяется с помощью одноосного испытания на растяжение (см. также вязкость разрушения ). Деформация, идентифицированная этим испытанием, определяется удлинением относительно эталонной длины. Например, длина 80 мм (3,1 дюйма) используется для стандартизированного одноосного испытания плоских образцов в соответствии с. Важно отметить, что деформация однородна вплоть до равномерного удлинения. Впоследствии напряжение локализуется, пока не произойдет перелом. Деформация разрушения не является инженерной деформацией, так как распределение деформации неоднородно в пределах эталонной длины. Тем не менее, деформация разрушения является грубым показателем формуемости материала. Типичные значения деформации разрушения: 7% для сверхвысокопрочного материала и более 50% для низкоуглеродистой стали.
Один из основных видов отказа вызван разрывом материала. Это типично для формования листов. Шея может появиться на определенном этапе формирования. Это показатель локальной пластической деформации. В то время как более или менее однородная деформация имеет место в последующем месте шейки и вокруг него на ранней стабильной стадии деформации, почти вся деформация сосредоточена в зоне шейки во время квазистабильной и нестабильной фазы деформации. Это приводит к поломке материала, проявляющейся разрывом. Кривые предела деформации отражают крайнюю, но все же возможную деформацию, которой листовой материал может подвергнуться на любой стадии процесса штамповки. Эти пределы зависят от режима деформации и соотношения поверхностных деформаций. Основная деформация поверхности имеет минимальное значение, когда происходит деформация плоской деформации, что означает, что соответствующая вспомогательная деформация поверхности равна нулю. Пределы формования - это особые свойства материала. Типичные значения плоской деформации колеблются от 10% для высокопрочных марок и от 50% или выше для материалов средней прочности и материалов с очень хорошей формуемостью. Диаграммы пределов формования часто используются для графического или математического представления формуемости. Многие авторы признают, что характер разрушения и, следовательно, диаграммы предельных значений формования по своей сути недетерминированы, поскольку даже в рамках одной экспериментальной кампании могут наблюдаться большие вариации.
Классической формой формования листов является глубокая вытяжка, которая выполняется путем вытягивания листа посредством нажатия на внутреннюю область листа, в то время как боковой материал, удерживаемый держателем заготовки, может быть обращается к центру. Было замечено, что материалы с выдающейся способностью к глубокой вытяжке ведут себя анизотропно (см.: анизотропия ). Пластическая деформация поверхности значительно сильнее, чем в толщине. Коэффициент Ланкфорда (r) - это особенное свойство материала, указывающее соотношение между деформацией по ширине и деформацией по толщине при испытании на одноосное растяжение. Материалы с очень хорошей способностью к глубокой вытяжке имеют значение r 2 или ниже. Положительный аспект формуемости по отношению к кривой предела деформации (диаграмма предела деформации ) проявляется в путях деформации материала, которые сосредоточены в крайнем левом углу диаграммы, где пределы формования становятся очень большими..
Другой вид разрушения, который может возникнуть без разрыва, - это пластичное разрушение после пластической деформации (пластичность ). Это может произойти в результате деформации изгиба или сдвига (в плоскости или по толщине). Механизм разрушения может быть вызван образованием пустот и расширением на микроскопическом уровне. Микротрещины и последующие могут появиться, когда деформация материала между пустотами превысила предел. В последние годы обширные исследования были сосредоточены на понимании и моделировании пластичного разрушения. Подход заключался в том, чтобы идентифицировать пластичные пределы формования с помощью различных мелкомасштабных испытаний, которые показывают разные коэффициенты деформации или трехосные напряжения. Эффективной мерой этого типа ограничения формования является минимальный радиус при профилировании (половина толщины листа для материалов с хорошей формуемостью и в три раза больше толщины листа для материалов с низкой формуемостью).
Знание формуемости материала очень важно при планировании и проектировании любого промышленного процесса формования. Моделирование с использованием метода конечных элементов и использования критериев формуемости, таких как предельная кривая формования (диаграмма пределов формования ), улучшает и, в некоторых случаях, является незаменимым для определенных процессов проектирования инструментов ( также см.: Моделирование штамповки листового металла и Анализ штамповки листового металла ).
Одной из основных целей Международной исследовательской группы по глубокой вытяжке (IDDRG, с 1957 г.) является исследование, обмен и распространение знаний и опыта в отношении формуемости листовые материалы.
