formabilità - Formability

Formabilità è la capacità di un dato metallo pezzo a subire una deformazione plastica senza subire danni. La capacità di deformazione plastica metallici materiali, tuttavia, è limitata a una certa misura, a questo punto, il materiale potrebbe riscontrare lacerazioni o frattura (rottura).

Processi interessati dalla formabilità di un materiale includono: laminazione , estrusione , stampaggio , profilatura , stampaggio e idroformatura .

ceppo frattura

Un parametro generale che indica la formabilità e duttilità di un materiale è la frattura ceppo che è determinato da un monoassiale prova di trazione (vedi anche tenacità a frattura ). Il ceppo identificati da questo test è definito da allungamento rispetto ad una lunghezza di riferimento. Ad esempio, una lunghezza di 80 mm (3,1 pollici) viene utilizzata per la prova monoassiale standardizzato di campioni piatti, norma EN 10002 . È importante notare che la deformazione sia omogenea fino all'allungamento uniforme. Ceppo successivamente localizza fino al verificarsi della frattura. Deformazione a rottura non è un ceppo di ingegneria poiché la distribuzione della deformazione è disomogeneo all'interno della lunghezza di riferimento. Deformazione a rottura è comunque un indicatore approssimativo della formabilità di un materiale. Valori tipici della deformazione a rottura sono: 7% di materiale ad altissima resistenza, e oltre il 50% di acciaio dolce-resistenza.

Formando limiti per foglio di formazione

Una modalità di guasto principale è causato dalla rottura del materiale. Questo è tipico per applicazioni lamiera formante. Un collo può apparire in una certa fase di formatura. Questa è un'indicazione di localizzato deformazione plastica . Considerando deformazione più o meno omogenea avviene in e intorno alla successiva posizione collo nella fase di deformazione stabile, quasi tutti deformazione è concentrata nella zona collo durante la fase di deformazione quasi stabile e instabile. Questo porta al fallimento materiale manifestata da strappo. Curve formatura-limite raffigurano l'estremo, ma ancora possibile, deformazione che un materiale in foglio può subire durante qualsiasi fase del processo di stampaggio. Questi limiti dipendono dalla modalità di deformazione e il rapporto dei ceppi di superficie. Il principale ceppo superficie ha un valore minimo quando si verifica deformazione piano di deformazione, il che significa che la corrispondente deformazione piccolo superficie è zero. Limiti di formatura sono una proprietà del materiale specifico. Valori di deformazione piane tipiche variano dal 10% per le qualità ad alta resistenza e il 50% o superiore per materiali lieve resistenza e quelli con molto buona formabilità. Formando diagrammi limite sono spesso utilizzati per rappresentare graficamente o matematicamente formabilità. È riconosciuto da molti autori che la natura della frattura e quindi i diagrammi limite di formatura sono intrinsecamente non deterministico, poiché grandi variazioni possono essere osservati anche all'interno di una singola campagna sperimentale.

trafilabilità profonda

Una forma classica di sheetforming è imbutitura , che è fatto disegnando un foglio per mezzo di un utensile punzone premendo sulla regione interna del foglio, mentre il materiale lato tenuto da un premilamiera può essere attirato verso il centro. E 'stato osservato che i materiali con eccezionale capacità di trafilatura profonda si comportano anisotropo (vedi: anisotropia ). Deformazione plastica della superficie è molto più pronunciata rispetto al spessore. Il coefficiente Lankford (r) è una proprietà del materiale specifico che indica il rapporto tra la larghezza e deformazione deformazione spessore nella prova di trazione monoassiale. I materiali con ottime capacità di trafilatura profonda hanno un r valore di 2 o al di sotto. L'aspetto positivo di formabilità rispetto alla curva limite di formatura ( formatura schema limite ) è visto nei percorsi deformabilità del materiale che si concentrano nella estrema sinistra del diagramma, in cui i limiti di formatura diventano molto grandi.

Duttilità

Un'altra modalità di guasto che può avvenire senza lacerazione è duttile fratture dopo deformazione plastica ( duttilità ). Ciò può verificarsi a causa di flessione o deformazione di taglio (inplane o attraverso lo spessore). Il meccanismo di rottura può essere dovuto a invalidare nucleazione e l'espansione a livello microscopico. Microfessure e successive macrocracks possibile che durante la deformazione del materiale tra i vuoti ha superato il limite. La vasta ricerca si è concentrata negli ultimi anni sulla comprensione e la modellazione duttile frattura. L'approccio è stato quello di identificare duttili limiti di formatura utilizzando vari test su piccola scala che mostrano differenti rapporti di deformazione o triaxialities stress. Una misura efficace di questo tipo di formatura limite è il raggio minimo in applicazioni di profilatura (metà dello spessore del foglio di materiali con buone e tre volte lo spessore della lastra per materiali a bassa formabilità).

L'utilizzo di parametri di formabilità

Conoscenza della formabilità materiale è molto importante per la disposizione e la progettazione di qualsiasi processo di formatura industriale. Simulazioni con il metodo degli elementi finiti e uso di criteri formabilità come curva limite di formatura ( che formano diagramma limite ) migliorare e, in alcuni casi, sono indispensabili a certi processi di progettazione strumento (vedi anche: lamiera formatura simulazione e analisi della lamiera formante ).

IDDRG

Uno dei principali obiettivi del imbutitura International Group Research ( IDDRG , dal 1957) è l'indagine, lo scambio e la diffusione di conoscenze ed esperienze circa la formabilità dei materiali di strato.

Riferimenti

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