Закон постоянства объема. Этот закон устанавливает, что объем металла, в процессе деформирования не изменяется. Заметим, однако, что этот закон является неточным при обработке давлением литых слитков, имеющих дефекты в виде газовых пузырей, усадочной рыхлости и раковин. При ковке таких слитков, когда ликвидируются указанные пустоты, объем слитка уменьшается на 5 - 7%. Однако, если учесть, что изменение размеров слитка, вызываемое изменением объемов, значительно меньше по сравнению с изменением его размеров при ковке, то можно считать, что и при ковке таких слитков закон постоянства объема не нарушается.

 При ручной ковке исходной заготовкой практически всегда является продукция проката, в котором отсутствуют рассмотренные выше дефекты слитка, и поэтому закон постоянства объема выполняется с большой точностью. Этот закон является основой при расчетах размеров исходной заготовки, при определении формы поковок по переходам, при разработке формы подкладного инструмента и др.

 Закон наименьшего сопротивления. Советский ученый С. И. Губкин так сформулировал этот закон: «В случае возможности перемещения точек деформируемого тела в различных направлениях каждая его точка перемещается в направлении наименьшего сопротивления».

 Допустим, заготовка прямоугольного сечения со сторонами а и b (рис. 15) осаживается между плоскопараллельными бойками. На контактной поверхности действуют силы трения т. Вдоль длинной стороны сумма сил трения больше, чем поперек. Следовательно, вдоль образца металлу течь труднее, чем поперек и он больше течет в направлении короткой стороны. Поэтому при осадке форма заготовки сначала примет форму 1, а если деформировать дальше, то его форма будет приближаться к кругу 2. При достаточно больших деформациях заготовка любой формы (квадратная, треугольная) будет принимать круглую форму.

 Действием закона наименьшего сопротивления объясняется и бочкообразование при осадке цилиндрической заготовки (рис. 6, а). Из-за наличия сил трения т на контакте с инструментом, тормозящих течение металла у торца, металл быстрее течет в центральной по высоте зоне, что и ведет к бочкообразованию.

 Закон подобия. Этот закон дает возможность на базе результатов ковки небольших образцов (моделей) в лабораториях определять технологические параметры для деформирования крупных заготовок из того же металла в производственных условиях. Принцип подобия требует выполнения следующих основных условий.

1. Натура и модель, а также деформирующий инструмент должны быть геометрически подобными, т. е. отношения соответственных размеров (длины, ширины, высоты и т. п.) натуры и модели были одинаковыми, т. е. l_н/l_м = а_н/а_м = h_н/h_м = n, где n - масштаб моделирования.

2. Степени и скорости деформаций натуры и модели должны быть равны, т. е. ε_н = ε_м; ε̇_н = ε̇_м.

3. Материал натуры и модели должен быть физически подобным, т. е. иметь одинаковый химический состав, микро- и макроструктуру, степени упрочнения и разупрочнения и т. д.

 Согласно закону подобия удельные усилия деформирования натуры и модели равны между собой, полные усилия деформирования пропорциональны площадям поперечного сечения модели и натуры, а работы деформации пропорциональны их объемам.

Контрольные вопросы

1. Какой величиной определяется сопротивление металла деформированию?

2. Приведите примеры деформирования металла по схеме линейного, плоского и объемного напряженного состояния.

3. Изменяется ли объем металла при всестороннем трехосном равномерном сжатии?

4. Приведите формулы для определения пластичности металла при растяжении и сжатии.

5. В чем разница между волокнистой и строчечной структурами?

6. Какая деформация называется горячей?

7. Какими методами можно повысить технологическую пластичность металла?