Curva s – e Spostamenti permanenti di atomi Principi delle lavorazioni per deformazione plastica Plasticità Curva s – e Spostamenti permanenti di atomi - Principali lavorazioni plastiche: laminazione trafilatura estrusione fucinatura stampaggio - Lavorazioni delle lamiere: stampaggio imbutitura tranciatura punzonatura piegatura 4

Lavorazioni plastiche Classificazione in base al principale tipo di sollecitazione

Lingotti ottenuti per fusione Principi delle lavorazioni per deformazione plastica Lingotti ottenuti per fusione Prodotti finiti Semilavorati 4

Sollecitazioni di taglio > resistenza alla deformazione, R 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 Res teor alla def (N/mm2) Ferro 6600 Tungsteno 16500 Silicio 13700 Al2O3 17000 NaCl 2800 Diamante 121000 Argento 800 Oro 800 Rame 1200 t crit reale = 0.1 ÷ 50 N/mm2 (Dislocazioni) 6

Deformazione Plastica Direzione di massima sollecitazione di taglio S = So/cosa N = F cosa T = Fsena t = T/S = Fsena/S/cosa = F/Sosenacosa poiché sen2a = 2senacosa t = 1/2 F/So sen2a tmax = 1/2 F/So per sen2a = 1 cioè a = 45° tmax = σ/2 R = resistenza allo snervamento o limite di elasticità 6

Deformazione Plastica Lavorazioni a caldo e a freddo - Limite di ricristallizzazione 2/3 Tf Tf Deformazione a freddo Deformazione a caldo 1/3 Tf Limite di ricristallizzazione T (K) Solido Liquido 6

Effetto della temperatura sulla curva  Processi di lavorazione per deform.plastica: - Effetto della temperatura 21

Vantaggi e svantaggi A freddo: A caldo: maggiori forze ed energie migliori proprietà meccaniche maggiore prec. dimensionale migliore finitura superficiale incrudimento (figura) A caldo: minori forze ed energie minori proprietà meccaniche minore precisione dimensionale (ritiro) minore finitura superficiale ricristallizzazione (figura) Deformazione Resist. alla deformaz. R=f(d) Deformazione Resist. alla deformaz. R=f(d) 21

Parametri di deformazione Costanza del volume: V0 = loboho = V1= l1b1h1 Entità della deformazione: Deformazione assoluta = Dl; Db; Dh Deformazione relativa = el; eb; eh Rapporto di deformazione = l1/lo Deformazione logaritmica = ln l1/lo 21

Lavoro di deformazione plastica parallelepipeda - Carico monoassiale dW = F dl = v A dl = v Al dl/l Costanza del volume Al = V dW = v V dl/l dl F l 21

Definizione di “sollecitazione vera” e “deformazione vera” v = F/A A = sezione corrente dv = dl/l l = lunghezza corrente dW = v V dl/l dW = v V dv dl F l 21

Interpretazione grafica del lavoro di deformazione plastica dv - L’area sottesa dalla curva v - v è il lavoro di deform. plastica parallelepipeda per unità di volume 21

Calcolo della curva v - v dalla curva  -  - Valutazione delle deformazioni dv = dl/l l = lunghezza corrente dl F l F 21

Calcolo della curva v - v dalla curva  -  - Valutazione delle sollecitazioni v = F/A  = F/Ao v =  Ao /A Costanza del volume dl F l Ao /A = l/lo v =  l/lo =  (+1) v =  (+1) 21

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) 21

Come calcolare questo lavoro? 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 Valori tipici di k ed n k = coefficiente di resistenza n = fattore di incrudimento 21

Metodo di ricerca delle costanti k ed n log v log v Limiti della formula: incapacità di descrivere la fase elastica lineare n log k 21

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  21

- Effetto della velocità Formula empirica per la resistenza vR = resistenza vera del materiali C = coefficiente di resistenza m = fattore di sensibilità alla velocità 21

Calcolo dell’energia e della forza per la deformazione plastica parallelepipeda Costanza del volume: V0 = Aoho = A1h1 = V1 Forza P sv = R = Yf = resistenza ideale alla deformazione Area = A1 = Aoho/h1 v v Energia up = V·sv·ln l1/l0 = V·sv·ev 21

Calcolo dell’energia e della forza per la deform. pl. parallelepipeda Lavorazioni a freddo effetto della velocità X Forza P v v Energia Yf = sv/(n+1) Sollecitazione media di flusso Yf 21

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 21

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 21

Dallo scorrimento dei piani a 45° Criterio di Guest in condizioni particolari di sollecitazione - Stato piano di sollecitazione (min = 0) - Stato piano di deformazione 1 2 Dallo scorrimento dei piani a 45° tmax = σ/2 k 1 2 3   max = Y 1 - 3 = Y 21

Correzione della curva vv 21

L’effetto dell’attrito Superfici di contatto: attrito