PL239638B1

PL239638B1 - Method of determining plastic properties

Info

Publication number: PL239638B1
Application number: PL429890A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Pater; Janusz Tomczak
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2021-12-20
Also published as: PL429890A1

Abstract

Sposób wyznaczania własności plastycznych, zwłaszcza metali i ich stopów metodą walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi charakteryzuje się tym, że próbkę (8) nagrzewa się do temperatury powyżej temperatury rekrystalizacji, przy czym próbka (8) ma kształt stopniowanego wałka o cylindrycznym stopniu wewnętrznym (8a), którego długość (L1) jest większa od średnicy (do) cylindrycznego stopnia wewnętrznego (8a) oraz dwóch stożkowych stopni skrajnych (8b), których tworzące pochylone są pod jednakowymi kątami (α) w kierunku powierzchni czołowych próbki (8), tworząc dwa ścięte stożki, których średnica (d) dwóch zewnętrznych powierzchni czołowych jest mniejsza od średnicy (do) cylindrycznego stopnia wewnętrznego (8a), następnie nagrzaną próbkę (8) umieszcza się w strefie wejściowej dolnego narzędzia płaskiego (1) i górnego narzędzia płaskiego (2), zaś położenie próbki (8) ustala się przy pomocy cylindrycznego gniazda (7) znajdującego się na początku dolnego narzędzia płaskiego (1), następnie wprawia się dolne narzędzie płaskie (1) i górne narzędzie płaskie (2) w przeciwbieżne ruchy postępowe z jednakowymi prędkościami (V) i przemieszcza się dolne narzędzie płaskie (1) i górne narzędzie płaskie (2) nad próbką (8), po czym oddziałuje się na cylindryczny stopnień wewnętrzny (8a) próbki (8) pochyłymi powierzchniami (3), znajdującymi się na dolnym narzędziu płaskim (1) i górnym narzędziu płaskim (2) i wprawia się próbkę (8) w ruch obrotowy, następnie obciska się obrotowo płaskimi powierzchniami (4) dolnego narzędzia płaskiego (1) i górnego narzędzia płaskiego (2) cylindryczny stopień wewnętrzny (8a) próbki (8) i jednocześnie redukuje się średnicę (do) cylindrycznego stopnia wewnętrznego (8a) próbki (8).The method of determining plastic properties, especially of metals and their alloys by the method of transverse rolling with flat tools is characterized in that the sample (8) is heated to a temperature above the recrystallization temperature, wherein the sample (8) has the shape of a stepped roller with a cylindrical internal step (8a), the length (L1) of which is greater than the diameter (to) the cylindrical internal step (8a) and two conical extreme steps (8b), the generators of which are inclined at equal angles (α) towards the front surfaces of the sample (8), forming two truncated cones, the diameter (d) of which two external front surfaces is smaller than the diameter (to) the cylindrical internal step (8a), then the heated sample (8) is placed in the entry zone of the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2), and the position of the sample (8) is determined by means of a cylindrical socket (7) located at the beginning of the lower flat tool (1), then the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) are set in counter-rotating translational movements with at the same speeds (V) and the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) are moved over the sample (8), then the cylindrical inner step (8a) of the sample (8) is acted upon by the inclined surfaces (3) located on the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) and the sample (8) is set in rotation, then the cylindrical inner step (8a) of the sample (8) is pressed in rotation by the flat surfaces (4) of the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) and at the same time the diameter of the cylindrical inner step (8a) of the sample (8) is reduced.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania własności plastycznych, zwłaszcza metali i ich stopów metodą walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi.The subject of the invention is a method of determining plastic properties, especially of metals and their alloys, by means of transverse rolling with flat tools.

Dotychczas znanych jest szereg sposobów wyznaczania własności plastycznych materiałów. Bazują one na jednej z trzech podstawowych metod badawczych: rozciąganiu, ściskaniu i skręcaniu. Różnice między poszczególnymi sposobami wynikają głównie z kształtu próbek wykorzystywanych w badaniach, z których najczęściej stosowane opisano w artykule: H. Li, M.W. Fu, J. Lu, H. Yang „Pękanie ciągliwe: eksperymenty i obliczenia”, International Journal of Plasticity, vol. 27, 2011 r., s. 147-180. Próba rozciągania polega na jednoosiowym rozciąganiu próbki o walcowej lub płaskiej części pomiarowej. Zasadniczą zaletą tej próby jest prostota jej wykonania. Dużym ograniczeniem stosowania próby rozciągania jest szybka utrata stateczności próbki. Próba ściskania polega na jednoosiowym ściskaniu próbki płaskiej lub cylindrycznej między płaskimi kowadłami. Występowanie tarcia na powierzchni kontaktu materiał-narzędzie jest przyczyną niejednorodności w rozkładzie naprężeń i odkształceń w próbce, co powoduje, że wyniki z próby ściskania obarczone są pewnym błędem trudnym do oszacowania. Próba skręcania pozwala na określenie własności plastycznych materiału w zakresie bardzo dużych odkształceń. Brak bezpośredniego kontaktu pomiędzy narzędziem a częścią pomiarową próbki eliminuje negatywny wpływ tarcia. Do wad tej metody oceny własności plastycznych materiału zalicza się: niejednorodność rozkładu odkształcenia i prędkości odkształcenia, brak standaryzacji warunków prowadzenia oraz interpretacji wyników próby skręcania, duży koszt wykonania próbek. Bardziej szczegółowy opis metod wyznaczania własności plastycznych materiału, w szczególności w zakresie kształtów i wymiarów stosowanych próbek, wzorów przeliczeniowych służących do określenia odkształceń i naprężeń oraz maszyn wykorzystywanych w badaniach opisana jest w opracowaniach: Z. Pater, A. G ontarz, W. Weroński „Obróbka Plastyczna. Obliczenia sił kształtowania”, Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2002 r. lub H. Dyja, A. Gałkin, M. Knapiński „Reologia metali odkształcanych plastycznie”, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2010 r.So far, a number of methods of determining the plastic properties of materials are known. They are based on one of the three basic test methods: tension, compression and torsion. The differences between the various methods result mainly from the shape of the samples used in the research, the most frequently used of which are described in the article: H. Li, M.W. Fu, J. Lu, H. Yang "Ductile fracture: experiments and calculations", International Journal of Plasticity, vol. 27, 2011, pp. 147-180. The tensile test consists in uniaxial stretching of a sample with a cylindrical or flat measuring part. The main advantage of this test is the simplicity of its implementation. A major limitation in the application of the tensile test is the rapid loss of sample stability. The compression test consists in uniaxial compression of a flat or cylindrical sample between flat anvils. The occurrence of friction on the material-tool contact surface causes heterogeneity in the distribution of stresses and strains in the sample, which means that the results of the compression test are burdened with some error that is difficult to estimate. The torsion test allows to determine the plastic properties of the material in terms of very large deformations. The lack of direct contact between the tool and the measuring part of the sample eliminates the negative effects of friction. The disadvantages of this method of assessing the plastic properties of the material include: heterogeneity of the deformation distribution and deformation velocity, lack of standardization of the driving conditions and interpretation of the torsion test results, high cost of samples production. A more detailed description of the methods of determining the plastic properties of the material, in particular in terms of the shapes and dimensions of the samples used, conversion formulas for determining the deformations and stresses and the machines used in the tests is described in the following studies: Z. Pater, A. G ontarz, W. Weroński " Plastic processing. Calculations of shaping forces ", Ed. Lublin University of Technology, Lublin 2002 or H. Dyja, A. Gałkin, M. Knapiński "Rheology of plastically deformed metals", Wyd. Of the Częstochowa University of Technology, Częstochowa 2010

Znany jest sposób obciskania obrotowego, który realizowany jest w procesach walcowania poprzecznego na płaskich beczkach walców. Szczegółowo istotę procesu obciskania obrotowego opisano w literaturze autorstwa Z. Pater pt. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, W ydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009, str. 39-82. Jak podaje autor proces obciskania obrotowego można zrealizować za pomocą dwóch narzędzi takich jak: walce, szczęki płaskie i wklęsłe lub trzy walce. Przedstawiona w książce analiza stanu naprężeń w trakcie obciskania obrotowego pokazuje, że naprężenia rozłożone są nierównomiernie w przekroju poprzecznym półwyrobu. Mianowicie naprężenia ściskające lokalizują się w obszarze kontaktu narzędzi w strefach przypowierzchniowych i zwiększają się w miarę zbliżania się do osi wzdłużnej odkuwki. Natomiast naprężenia działające w kierunku równoległym do powierzchni styku materiał - narzędzie w osi półwyrobu mają charakter rozciągający. W większości przypadków kształtowania warstwy materiału w strefie centralnej odkuwki w kierunku normalnym do powierzchni narzędzi podlegają ściskaniu, natomiast w kierunku prostopadłym do kierunku normalnego - rozciąganiu. Po wykonaniu przez półfabrykat 1/4 obrotu warstwy rozciągane podlegają ściskaniu, a ściskane rozciąganiu. Występowanie w strefie osiowej cyklicznie zmieniającego się stanu naprężenia może doprowadzić do powstawania pęknięć zmęczeniowych, co może być wykorzystane do wyznaczania własności plastycznych metali i ich stopów.There is a known method of rotary crimping, which is carried out in transverse rolling processes on flat barrels of rolls. The essence of the rotary compression process is described in detail in the literature by Z. Pater, entitled "Cross-wedge rolling", Publishing House of the Lublin University of Technology, Lublin 2009, pp. 39-82. According to the author, the rotary crimping process can be carried out with two tools such as: rollers, flat and concave jaws or three rollers. The analysis of the stress state during rotary crimping presented in the book shows that the stresses are distributed unevenly in the cross-section of the blank. Namely, the compressive stress is located in the contact area of the tools in the near-surface zones and increases as it approaches the longitudinal axis of the forging. On the other hand, the stresses acting in the direction parallel to the contact surface of the material - tool in the axis of the blank are of a tensile nature. In most cases, the shaping of the material layer in the central zone of the forging is subject to compression in the direction normal to the surface of the tools, and tension in the direction perpendicular to the normal direction. After the semi-finished product has made 1/4 of a turn, the tensile layers are compressed and the compressed ones are stretched. The occurrence of cyclically changing stress in the axial zone may lead to the formation of fatigue cracks, which can be used to determine the plastic properties of metals and their alloys.

Z opisu patentowego nr PL 220786 znany jest sposób wyznaczania własności plastycznych materiałów metodą obciskania obrotowego narzędziami płaskimi. Metoda polega na obciskaniu próbki w kształcie krążka płaskimi powierzchniami przemieszczających się narzędzi. Miarą własności plastycznych jest liczba cykli zmian obciążeń, która powoduje pękanie materiału. Opisana w patencie metoda jest stosunkowo prosta do realizacji, jednak z uwagi na niewielką wysokość próbki w stosunku do jej średnicy nie może być stosowana do wyznaczania własności plastycznych materiałów podczas typowych procesów walcowania poprzecznego, gdzie najczęściej długość walcowanego elementu stanowi wielokrotność jego średnicy.The patent description No. PL 220786 discloses a method of determining the plastic properties of materials by rotary crimping with flat tools. The method consists in crimping the sample in the shape of a disc with flat surfaces of moving tools. The measure of plastic properties is the number of load change cycles which causes cracking of the material. The method described in the patent is relatively simple to implement, but due to the small height of the sample in relation to its diameter, it cannot be used to determine the plastic properties of materials during typical transverse rolling processes, where the length of the rolled element is usually a multiple of its diameter.

Dotychczas znane i stosowane metody wyznaczania własności plastycznych metali i ich stopów odnoszą się do prostych schematów odkształcenia. Dlatego też celem wynalazku jest opracowanie metody wyznaczania własności plastycznych metali i ich stopów przy złożonej kinematyce płynięcia materiału.The methods known and used so far to determine the plastic properties of metals and their alloys refer to simple deformation patterns. Therefore, the aim of the invention is to develop a method for determining the plastic properties of metals and their alloys with a complex kinematics of material flow.

Istotą sposobu wyznaczania własności plastycznych, zwłaszcza metali i ich stopów metodą walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi według wynalazku jest to, że próbkę nagrzewa się doThe essence of the method of determining plastic properties, especially of metals and their alloys by the transverse rolling method with flat tools according to the invention, is that the sample is heated to

PL 239 638 B1 temperatury powyżej temperatury rekrystalizacji, przy czym próbka ma kształt stopniowanego wałka o cylindrycznym stopniu wewnętrznym, którego długość jest większa od średnicy cylindrycznego stopnia wewnętrznego oraz dwóch stożkowych stopni skrajnych, których tworzące pochylone są pod jednakowymi kątami w kierunku powierzchni czołowych próbki, tworząc dwa ścięte stożki, których średnica dwóch zewnętrznych powierzchni czołowych jest mniejsza od średnicy cylindrycznego stopnia wewnętrznego, następnie nagrzaną próbkę umieszcza się w strefie wejściowej dolnego narzędzia płaskiego i górnego narzędzia płaskiego, zaś położenie próbki ustala się przy pomoc y cylindrycznego gniazda znajdującego się na początku dolnego narzędzia płaskiego, następnie wprawia się dolne narzędzie płaskie i górne narzędzie płaskie w przeciwbieżne ruchy postępowe z jednakowymi prędkościami i przemieszcza się dolne narzędzie płaskie i górne narzędzie płaskie nad próbką, po czym oddziałuje się na cylindryczny stopnień wewnętrzny próbki pochyłymi powierzchniami, znajdującymi się na dolnym narzędziu płaskim i górnym narzędziu płaskim i wprawia się próbkę w ruch obrotowy, następnie obciska się obrotowo płaskimi powierzchniami dolnego narzędzia płaskiego i górnego narzędzia płaskiego cylindryczny stopień wewnętrzny próbki i jednocześnie redukuje się średnicę cylindrycznego stopnia wewnętrznego próbki oraz dwóch skrajnych stopni stożkowych do średnicy dwóch zewnętrznych powierzchni czołowych skrajnych stopni stożkowych próbki i uzyskuje się cylindryczny pręt, przy czym w trakcie obciskania obrotowego próbki wywołuje się w cylindrycznym stopniu wewnętrznym próbki oraz dwóch skrajnych stopniach stożkowych próbki w ich strefie osiowej naprzemienne ściskanie i rozciąganie i doprowadza się do wewnętrznego pęknięcia materiału wzdłuż osi ukształtowanego pręta cylindrycznego, następnie określa się odległości początków pęknięcia od dwóch powierzchni czołowych cylindrycznego pręta, przy czym miarą własności plastycznych materiału jest minimalna wartość gniotu, którą określa się na podstawie średnicy na dwóch skrajnych stopniach stożkowych próbki, przy której rozpoczyna się pęknięcie przy minimalnej długości od powierzchni czołowych. Górne narzędzie płaskie wprawia się w ruch postępowy ze stałą prędkością i przemieszcza się górne narzędzie płaskie nad dolnym narzędziem płaskim, zaś dolne narzędzie płaskie pozostaje nieruchome. Dolne narzędzie płaskie wprawia się w ruch postępowy ze stałą prędkością i przemieszcza się dolne narzędzie płaskie pod górnym narzędziem płaskim, zaś górne narzędzie płaskie pozostaje nieruchome. Ukształtowany cylindryczny pręt prześwietla się promieniami rentgenowskimi i określa się położenie pęknięcia wewnętrznego na dwóch skrajnych stopniach stożkowych. Ukształtowany cylindryczny pręt frezuje się do połowy średnicy wzdłuż osi pręta, a następnie określa się położenie pęknięcia wewnętrznego na stopniach stożkowych.The temperature above the recrystallization temperature, the sample having the shape of a stepped roller with an internal cylindrical step, the length of which is greater than the diameter of the internal cylindrical step, and two conical extreme steps, the formation of which are inclined at equal angles towards the faces of the sample, forming two truncated cones, the diameter of the two outer faces of which is smaller than the diameter of the cylindrical inner step, then the heated sample is placed in the entry zone of the lower flat tool and the upper flat tool, and the position of the sample is determined by the cylindrical seat at the beginning of the lower tool then set the lower flat tool and upper flat tool in counter-rotating traversing movements at equal speeds and move the lower flat tool and upper flat tool over the sample, and then act on the cylinder the internal step of the sample with inclined surfaces on the lower flat tool and the upper flat tool and the sample is set in rotation, then the flat surfaces of the lower flat tool and the upper flat tool are rotatably crimped with the cylindrical internal stage of the sample and the diameter of the cylindrical internal step is reduced at the same time of the sample and two extreme conical stages to the diameter of the two outer faces of the extreme conical stages of the sample and a cylindrical bar is obtained, and during the rotational compression of the sample, alternating compression and stretching are applied in the sample's internal cylindrical stage and two extreme conical stages of the sample in their axial zone and bringing the material to an internal fracture along the axis of the shaped cylindrical rod, then the distances of the beginnings of the fracture from the two faces of the cylindrical rod are determined, the actual measure The plastic strength of a material is the minimum value of the crumple, which is determined on the basis of the diameter at the two extreme conical steps of the specimen at which the fracture begins at the minimum length from the faces. The upper flat tool is moved at a constant speed and the upper flat tool travels over the lower flat tool while the lower flat tool remains stationary. The lower flat tool is moved at a constant speed and the lower flat tool moves under the upper flat tool while the upper flat tool remains stationary. The shaped cylindrical rod is x-rayed and the position of the internal fracture is determined on the two extreme conical steps. A shaped cylindrical bar is milled to half its diameter along the bar axis, and then the position of the internal fracture on the tapered steps is determined.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na wyznaczenie własności plastycznych materiału dla dużo większych zakresów odkształcenia niż w dotychczas stosowanych metodach bazujących na jednoosiowym rozciąganiu lub ściskaniu. Przy tym koszt wykonania próbek jest dużo mniejszy niż w przypadku próbek stosowanych w plastometrycznych próbach skręcania. Sposób według wynalazku nie wymaga stosowania specjalnych maszyn pomiarowych, można go zrealizować w oparciu o maszyny uniwersalne, w których narzędzia wykonują ruch posuwisto-zwrotny np.: na prasach, na walcarkach poprzecznych, strugarkach i szlifierkach. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że sposób realizacji testu jest zbliżony do warunków rzeczywistych występujących podczas walcowania poprzecznego wyrobów, co pozwala na dokładne określenie własności materiałów w takich procesach. Wynalazek jest uniwersalny i może być stosowany do wszystkich metali i stopów przeznaczonych do obróbki plastycznej.The advantageous effect of the invention is that it allows to determine the plastic properties of the material for much larger ranges of deformation than in the so far used methods based on uniaxial stretching or compression. At the same time, the cost of the samples is much lower than in the case of samples used in plastometric torsion tests. The method according to the invention does not require the use of special measuring machines, it can be implemented on the basis of universal machines in which the tools perform a reciprocating movement, e.g. on presses, transverse mills, planers and grinders. Another advantageous effect of the invention is that the method of carrying out the test is similar to the actual conditions occurring during transverse rolling of products, which allows for precise determination of the properties of materials in such processes. The invention is universal and can be applied to all metals and alloys intended for forming.

Wynalazek, został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku narzędzi i próbki w początkowym etapie testu, fig. 2 - widok narzędzi i próbki z góry w początkowym etapie testu, fig. 3 - widok izometryczny narzędzi i próbki w początkowym etapie testu, fig. 4 - widok z boku narzędzi i próbki w końcowym etapie testu, fig. 5 - widok izometryczny narzędzi i próbki w końcowym etapie testu, fig. 6a - widok próbki przed testem, zaś fig. 6b - widok próbki po przeprowadzonym teście.The invention has been shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a side view of the tools and the sample in the initial stage of the test, fig. 2 - top view of the tools and the sample in the initial stage of the test, fig. 3 - isometric view of the tools and of the samples in the initial stage of the test, fig. 4 - side view of the tools and the sample in the final stage of the test, fig. 5 - isometric view of the tools and the sample in the final stage of the test, fig. 6a - view of the sample before the test, and fig. 6b - view samples after the test.

Sposób wyznaczania własności plastycznych, zwłaszcza metali i ich stopów metodą walcowania poprzecznego narzędziami płaskimi polegał na tym, że stalową próbkę 8 nagrzewano do temperatury powyżej temperatury rekrystalizacji, wynoszącej 1000°C. Próbka 8 miała kształt stopniowanego wałka o cylindrycznym stopniu wewnętrznym 8a, którego długość L1 wynosiła 90 mm i była większa od średnicy do = 40 mm cylindrycznego stopnia wewnętrznego 8a, oraz dwóch stożkowych stopni skrajnych 8b. Tworzące dwóch stożkowych stopni skrajnych 8b pochylone były pod jednakowymi kątami α = 10° w kierunku powierzchni czołowych próbki 8, tworząc dwa ścięte stożki. Średnica d = 30 mm dwóchThe method of determining plastic properties, especially of metals and their alloys by the cross-rolling method with flat tools, consisted in heating the steel sample 8 to a temperature above the recrystallization temperature, amounting to 1000 ° C. The sample 8 had the shape of a stepped roller with an internal cylindrical step 8a, the length L1 of which was 90 mm and was greater than the diameter up to = 40 mm of the internal cylindrical step 8a, and two conical extreme steps 8b. Forming two conical extreme steps 8b were inclined at equal angles α = 10 ° towards the faces of the sample 8, forming two truncated cones. Diameter d = 30 mm of the two

PL 239 638 B1 zewnętrznych powierzchni czołowych była mniejsza od średnicy do cylindrycznego stopnia wewnętrznego 8a. Natomiast całkowita długość początkowa Lo próbki 8 wynosiła 240 mm. Następnie nagrzaną próbkę 8 umieszczano w strefie wejściowej dolnego narzędzia płaskiego 1 i górnego narzędzia płaskiego 2, zaś położenie próbki 8 ustalano przy pomocy cylindrycznego gniazda 7 znajdującego się na początku dolnego narzędzia płaskiego 1. Następnie wprawiano dolne narzędzie płaskie 1 i górne narzędzie płaskie 2 w przeciwbieżne ruchy postępowe z jednakowymi prędkościami V, wynoszącymi 250 mm/s i przemieszczano dolne narzędzie płaskie 1 i górne narzędzie płaskie 2 nad próbką 8. W wyniku czego oddziaływano na cylindryczny stopnień wewnętrzny 8a próbki 8 pochyłymi powierzchniami 3 i 5, znajdującymi się na dolnym narzędziu płaskim 1 i górnym narzędziu płaskim 2, wprawiając próbkę 8 w ruch obrotowy. Przy czym kąt wzniosu γ pochyłych powierzchni 3 i 5, znajdujących się na dolnym narzędziu płaskim 1 i górnym narzędziu płaskim 2 był jednakowy i wynosił 2°. Następnie obciskano obrotowo płaskimi powierzchniami 4 i 6 dolnego narzędzia płaskiego 1 i górnego narzędzia płaskiego 2 cylindryczny stopień wewnętrzny 8a próbki 8 i jednocześnie redukowano średnicę do cylindrycznego stopnia wewnętrznego 8a próbki 8 oraz dwóch skrajnych stopni stożkowych 8b do średnicy d = 30 mm dwóch zewnętrznych powierzchni czołowych skrajnych stopni stożkowych 8b próbki 8. W rezultacie uzyskiwano cylindryczny pręt 9 o długości L = 280 mm. W trakcie obciskania obrotowego próbki 8 wywoływano w cylindrycznym stopniu wewnętrznym 8a próbki 8 oraz dwóch skrajnych stopniach stożkowych 8b próbki 8 w ich strefie osiowej naprzemienne ściskanie i rozciąganie, w wyniku czego doprowadzano do wewnętrznego pęknięcia materiału wzdłuż osi ukształtowanego pręta cylindrycznego 9. Następnie prześwietlano promieniami rentgenowskimi ukształtowany pręt cylindryczny 9 i określano odległości Lp początków pęknięcia od dwóch powierzchni czołowych cylindrycznego pręta 9. Miarą własności plastycznych materiału jest minimalna wartość gniotu, którą określano na podstawie średnicy dp na dwóch skrajnych stopniach stożkowych 8b próbki 8, przy której rozpoczyna się pęknięcie, odpowiadające minimalnej długości od powierzchni czołowych Lp. Na tej podstawie określono, że badany materiał może być odkształcany w procesie walcowania poprzecznego dwoma narzędziami płaskimi bez niebezpieczeństwa powstania pęknięć wewnętrznych z gniotem nie większym niż 1,2.The number of outer faces was smaller than the diameter to the cylindrical inner step 8a. In contrast, the total initial length Lo of the sample 8 was 240 mm. Then the heated sample 8 was placed in the entry zone of the lower flat tool 1 and the upper flat tool 2, and the position of the sample 8 was fixed by means of the cylindrical seat 7 at the beginning of the lower flat tool 1. Then the lower flat tool 1 and the upper flat tool 2 were set in the opposite direction. translational movements with equal velocities V of 250 mm / s and the lower flat tool 1 and the upper flat tool 2 were moved over the sample 8. As a result, the cylindrical internal step 8a of the sample 8 was influenced by inclined surfaces 3 and 5 located on the lower flat tool 1 and upper planar tool 2, causing the sample 8 to rotate. The sheer angle γ of the inclined surfaces 3 and 5, located on the lower flat tool 1 and the upper flat tool 2, was the same and amounted to 2 °. Then, the flat surfaces 4 and 6 of the lower flat tool 1 and the upper flat tool 2 were rotatably crimped to the cylindrical inner step 8a of the sample 8 and at the same time the diameter was reduced to the cylindrical inner step 8a of the sample 8 and the two extreme conical steps 8b to the diameter d = 30 mm of the two outer faces of the extreme conical steps 8b of the sample 8. As a result, a cylindrical rod 9 with a length L = 280 mm was obtained. During rotational compression, the sample 8 was developed in the internal cylindrical stage 8a of the sample 8 and in the two extreme conical stages 8b of the sample 8 in their axial zone alternating compression and stretching, as a result of which the material was broken internally along the axis of the shaped cylindrical rod 9. Then it was X-rayed with X-rays. a shaped cylindrical bar 9 and the distances Lp of the beginnings of the crack from the two faces of the cylindrical bar 9 were determined. length from the face surfaces No. On this basis, it was determined that the tested material can be deformed in the transverse rolling process with two flat tools without the risk of internal cracks with a crush of no more than 1.2.

Zastrzeżenia patentowePatent claims

Claims

Patent claims

1. The method of determining plastic properties, especially of metals and their alloys by cross-rolling with flat tools, characterized in that the sample (8) is heated to a temperature above the recrystallization temperature, and the sample (8) has the shape of a stepped roller with a cylindrical internal step (8a) whose length (L1) is greater than the diameter (to) of the cylindrical inner step (8a) and two conical extreme steps (8b), the forming of which are inclined at the same angles (α) towards the faces of the sample (8), forming two truncated cones whose diameter (d) of the two outer faces is smaller than the diameter (to) of the internal cylindrical step (8a), then the heated sample (8) is placed in the entrance area of the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2), and the position of the sample (8) is set by means of the cylindrical seat (7) at the beginning of the lower flat tool (1), then the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) are winded in opposing traversing movements at equal speeds (V) and the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) move over the sample (8) and act on the cylindrical internal step (8a) of the sample (8) with the inclined surfaces (3) and (5) on the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) and make the sample (8) rotate, then rotationally crimped flat surfaces (4) and (6) of the lower flat tool (1) and the upper flat tool (2) cylindrical inner stage (8a) of the sample (8) and at the same time the diameter (to) of the cylindrical inner stage (8a) of the sample is reduced (8) and two extreme conical steps (8b) to the diameter (d) of the two outer faces of the extreme conical steps (8b) of the sample (8) and a cylindrical rod (9) is obtained, and during rotational compression of the sample (8) it causes to a cylindrical degree the inner (8a) of the sample (8) and the two extreme conical steps (8b) of the sample (8) in their axial zone, alternate compression and stretching and the internal material fracture along the axis of the shaped rod is brought

Of the cylindrical bar (9), then the distances (Lp) of the beginnings of the crack from the two faces of the cylindrical bar (9) are determined, and the measure of the plastic properties of the material is the minimum value of the crease, which is determined on the basis of the diameter (dp) on two extreme conical steps (8b) of the sample (8), at which the fracture begins at the minimum length from the faces (Lp).

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the upper flat tool (2) is translational at a constant speed (V) and the upper flat tool (2) moves over the lower flat tool (1) while the lower flat tool (1) remains stationary.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the lower flat tool (1) is translational at a constant speed (V) and the lower flat tool (1) moves under the upper flat tool (2) while the upper flat tool (1) remains stationary.

4. The method according to p. 1-3, characterized in that the shaped cylindrical bar (9) is x-rayed and the position of the internal fracture is determined on the two extreme conical steps (8b).

5. The method according to p. 1-3, characterized in that the shaped cylindrical bar (9) is milled half-diameter along the bar axis (9), and then the position of the internal fracture is determined on the conical steps (8b).