Principi delle lavorazioni per deformazione plastica Plasticit Curva

Principi delle lavorazioni per deformazione plastica • Plasticità Curva – Spostamenti permanenti di atomi - Principali lavorazioni plastiche: - Lavorazioni delle lamiere: • laminazione • trafilatura • estrusione • fucinatura • stampaggio • imbutitura • tranciatura • punzonatura • piegatura

Lavorazioni plastiche Classificazione in base al principale tipo di sollecitazione

Principi delle lavorazioni per deformazione plastica Lingotti ottenuti per fusione -Prodotti finiti -Semilavorati

Deformazione Plastica Struttura dei metalli: policristallina • Sollecitazioni di taglio > resistenza alla deformazione, R scorrimento di piani atomici secondo piani reticolari ben definiti (piani di scorrimento) Modello di cedimento a taglio Materiale Ferro Tungsteno Silicio Al 2 O 3 Na. Cl Diamante Argento Oro Rame Res teor alla def (N/mm 2) 6600 16500 13700 17000 2800 121000 800 1200 t crit reale = 0. 1 ÷ 50 N/mm 2 (Dislocazioni)

Deformazione Plastica • Direzione di massima sollecitazione di taglio S = So/cosa N = F cosa T = Fsena = T/S = Fsena/S/cosa = F/Sosenacosa poiché sen 2 a = 2 senacosa = 1/2 F/So sen 2 a max = 1/2 F/So per sen 2 a = 1 cioè a = 45° max = σ/2 R = resistenza allo snervamento o limite di elasticità

Deformazione Plastica • Lavorazioni a caldo e a freddo - Limite di ricristallizzazione Tf Deformazione a caldo Liquido T (K) 1/3 Tf 0 Deformazione a freddo Solido 2/3 Tf Limite di ricristallizzazione

Effetto della temperatura sulla curva • Processi di lavorazione per deform. plastica: - Effetto della temperatura

• Vantaggi e svantaggi A caldo: A freddo: • minori forze ed energie • minori proprietà meccaniche • minore precisione dimensionale • maggiori forze ed energie • migliori proprietà meccaniche • maggiore prec. dimensionale (ritiro) • migliore finitura superficiale • minore finitura superficiale • incrudimento (figura) R=f(d) Deformazione Resist. alla deformaz. • ricristallizzazione (figura) R=f(d) Deformazione

Parametri di deformazione Costanza del volume: V 0 = l o b o h o = V 1= l 1 b 1 h 1 Entità della deformazione: • Deformazione assoluta = Dl; Db; Dh • Deformazione relativa = l; b; h • Rapporto di deformazione = l 1/lo • Deformazione logaritmica = ln l 1/lo

• Lavoro di deformazione plastica parallelepipeda - Carico monoassiale d. W = F dl = v Al dl/l F Costanza del volume dl l F Al = V d. W = v V dl/l

• Definizione di “sollecitazione vera” e “deformazione vera” F dl l F v = F/A A = sezione corrente d v = dl/l l = lunghezza corrente d. W = v V dl/l d. W = v V d v

• Interpretazione grafica del lavoro di deformazione plastica v - L’area sottesa dalla curva v - v è il lavoro di deform. plastica parallelepipeda per unità di d v v volume

• Calcolo della curva v - v dalla curva - - Valutazione delle deformazioni d v = dl/l F dl l F l = lunghezza corrente

• Calcolo della curva v - v dalla curva - - Valutazione delle sollecitazioni v = F/Ao v = Ao /A F dl l Costanza del volume Ao /A = l/lo v = l/lo = ( +1) F v = ( +1)

• Calcolo della curva v - v dalla curva - - Limiti delle relazioni trovate: fino all’inizio della strizione. Oltre la strizione: v = ln (l/lo) = ln (Ao /A) Per una sezione circolare: v = ln [(Do /D)2] = 2 ln (Do /D) v = (Ao /A)

Calcolo effettivo del lavoro di deform. plastica parallelepipeda Come calcolare questo lavoro? • Formula per la modellazione della curva v - v nel tratto di deformazione plastica k = coefficiente di resistenza n = fattore di incrudimento Valori tipici di k ed n

• Metodo di ricerca delle costanti k ed n log v log k Limiti della formula: incapacità di descrivere la fase elastica lineare n log v

Calcolo effettivo del lavoro di deformaz. plastica parallelepipeda Come calcolare questo lavoro? Yf = sollecitaz. media di flusso Il calcolo si semplifica se si schematizza la curva

- Effetto della velocità Formula empirica per la resistenza v. R = resistenza vera del materiali C = coefficiente di resistenza m = fattore di sensibilità alla velocità

Calcolo dell’energia e della forza per la deformazione plastica parallelepipeda Costanza del volume: V 0 = A o h o = A 1 h 1 = V 1 Forza P v = R = Yf = resistenza ideale alla deformazione v Area = A 1 = Aoho/h 1 Energia up = V· v·ln l 1/l 0 = V· v· v v

Calcolo dell’energia e della forza per la deform. pl. parallelepipeda effetto. X della velocità Lavorazioni a freddo Forza P Energia Yf = v/(n+1) Sollecitazione media di flusso v Yf v

Lavoro reale di deformazione plastica Il lavoro reale di deformazione plastica, ut, è la somma di: - lavoro di deformazione plastica parallelepipeda, up - lavoro speso per attrito esterno, ua -lavoro di deformazione plastica non parallelepipeda (attrito interno, deformazione delle sezioni), unp ut = up + ua+ unp • Rendimento della lavorazione plastica Laminazione: = 0. 75 - 0. 95 Trafilatura: = 0. 4 - 0. 8 Estrusione: = 0. 30 - 0. 60

Condizioni reali di sollecitazione durante la deform. plastica Il materiale è sottoposto a uno stato complesso di sollecitazioni Criteri di resistenza per l’inizio della deform. plastica Criterio di Tresca (Guest): max = ( max - min)/2 = k = R/2 k = sollecitazione tagliante critica

Criterio di Guest in condizioni particolari di sollecitazione - Stato piano di sollecitazione ( min = 0) - Stato piano di deformazione 2 1 Dallo scorrimento dei piani a 45° k 3 2 1 max = σ/2 max = Y 1 - 3 = Y

Correzione della curva v v

L’effetto dell’attrito Superfici di contatto: attrito