Rozwój procesów narastającego kształtowania plastycznego metali

Poszukiwanie nowych możliwości oddziaływania na właściwości użytkowe wyrobów wytwarzanych w procesach obróbki plastycznej metali skupia się aktualnie na znajdywaniu rezerw jakie tkwią w procesach już znanych oraz znajdywaniu nowych, innowacyjnych procesów narastającego kształtowania plastycznego. Przeprowadzono klasyfikację procesów obróbki plastycznej i na tym tle podana została definicja procesów charakteryzujących się narastającym odkształceniem plastycznym. Opisane zostały procesy narastającego kształtowania plastycznego znajdujące się obecnie na etapie badań wstępnych. Scharakteryzowane zostały możliwe do osiągnięcia efekty i najistotniejsze cechy dla następujących procesów: wyciskania współbieżnego i promieniowego KOBO, cyklicznego wyciskania spęczającego, wyciskania przez kanał kątowy, kucia wspomagane działaniem dodatkowych, cyklicznych naprężeń ścinających (stycznych), walcowania z wymuszoną drogą odkształcenia, kształtowania segmentowego. W procesach tych ze względu na rewersyjny i cykliczny charakter sił kształtowania, przebieg odkształceń lokalnych jest niemonotoniczny. Dla procesów o niemonotonicznym i nieproporcjonalnym przebiegu odkształcenia konieczne jest uwzględnienie, w opisie funkcji naprężenia uplastyczniającego i odkształcenia granicznego, parametrów opisujących historię przebiegu odkształcenia plastycznego. Wykonano badania, w których próbki poddawane były prostym próbom rozciągania, ściskania i skręcania, rewersyjnego rozciągania ze ściskaniem, rewersyjnego skręcania oraz złożonym obciążeniom: rozciągania połączonego z rewersyjnym skręcaniem, ściskania połączonego z rewersyjnym skręcaniem. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono graficznie i analitycznie funkcje opisujące wpływ historii obciążania na naprężenie uplastyczniające i odkształcenie graniczne. W podsumowaniu zestawiono najistotniejsze korzyści jakie można uzyskać w innowacyjnych, objętościowych procesach narastającego odkształcenia plastycznego.

At the moment, seeking new possibilities of influencing utilization properties of products manufactured by the processes of metal forming is focused on reserves which can be found in the known processes and on finding new, innovative processes of incremental plastic forming. A classification of plastic forming processes has been performed and, on that background, definition of the processes characterized by incremental plastic strain has been stated. The processes of incremental plastic forming, currently at the stage of initial investigation, have been described. Achievable effects and the most important features have been described for the following processes: forward and radial extrusion by the KOBO method, cyclic extrusion upsetting, extrusion through an angular channel, forging boosted by additional shear stresses (tangential ones), rolling with forced deformation path, segmental forming. Due to the reversion and cyclic character of the forming forces, the progress of local deformations is not monotonic. For the processes not monotonic and unproportional progress of deformation, it is necessary to consider the parameters describing the history of plastic strain in the description of the functions of the yield stress and deformation limit. Examinations have been performed in which samples have been subjected to simple tensile tests , compression tests and reversion tensile and compression tests, tests of reversion twisting, as well as to complex loads: stretching combined with reversion twisting, compression combined with reversion twisting. Basing on the obtained results, the functions describing the influence of loading history on the yield stress and deformation limit, have been graphically and analytically determined. In the conclusion, the most important advantages which can be obtained in innovative volumetric processes of incremental plastic deformation.