компрессионное, метод изготовления изделий из пластических масс и резиновых смесей в Пресс-формах, установленных на Прессе (чаще всего гидравлическом). В зависимости от температуры процесса П. и. м. подразделяют на высокотемпературное (горячее) и низкотемпературное (холодное). При горячем прессовании материал, например в виде пресс-порошка (См. Пресс-порошки) (обычно таблетированного или гранулированного) или листов, помещают в разомкнутую пресс-форму, нагретую до заданной температуры. При опускании плунжера пресса форма замыкается, материал в результате нагревания и создаваемого прессом давления растекается и заполняет формующую полость, приобретая размеры и конфигурацию изделия. Реактопласты и резиновые смеси (См. Резиновая смесь), выдерживают в пресс-форме под давлением до завершения процесса отверждения или вулканизации, после чего плунжер пресса поднимают и выталкивают из разомкнутой формы готовое изделие. Горячее прессование термопластов (См. Термопласты) применяют ограниченно, т.к. в этом случае пресс-форму перед извлечением из неё изделия необходимо охлаждать. Температура П. п. м. может изменяться в пределах 80-300 °С, давление - от 2 до 90 Мн/м² (20-900 кгс /см²), продолжительность выдержки под давлением - от долей мин до 30 мин. Давление тем выше, чем меньше текучесть материала и сложнее конфигурация изделия. Длительность П. п. м. определяется скоростью прогрева и отверждения (вулканизации) материала. Процесс ускоряется при загрузке в пресс-форму предварительно нагретого материала (например, токами ВЧ).

Холодное прессование используют главным образом для переработки термопластов, не размягчающихся при нагревании, например фторопластов (См. Фторопласты). В этом случае материал прессуют (уплотняют) в холодных формах, а затем, после извлечения изделия из формы, подвергают термообработке (т. н. спекание).

Прессование - один из распространённых методов получения изделий из полимерных материалов, особенно термореактивных. См. также Литьевое прессование пластмасс.

Лит.: Голдинг Б., Химия и технология полимерных материалов, пер. с англ., М., 1963; Яковлев А. Д., Технология изготовления изделий из пластмасс, Л., 1968; Энциклопедия полимеров, т. 3, М. (в печати).

А. Р. Бельник.

процесс обработки давлением разных материалов с целью уплотнения, изменения формы, отделения жидкой фазы от твёрдой, изменения механических и др. свойств материала. П. применяется в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве и осуществляется обычно при помощи прессов высокого давления (термином "П." не следует называть процесс получения изделий и заготовок ковкой (См. Ковка) и штамповкой (См. Штамповка) на ковочных прессах). Различают изостатическое П. (порошкообразных материалов в замкнутом объёме жидкостью под высоким давлением), газостатическое П. (порошкообразных материалов газом под высоким давлением при высоких температурах), гидростатическое П. (металлических материалов жидкостью под высоким давлением для изменения их формы; аналогично прессованию металлов (См. Прессование металлов)), импульсное П. (взрывом, магнитоимпульсной обработкой, высоковольтным разрядом в жидкости) и др. виды П. См. также Брикетирование, Древесина прессованная, Порошковая металлургия, Прессование металлов, Прессование полимерных материалов, Прессование сена.

способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого профиля. При П. м. создаётся высокое гидростатическое давление, вследствие чего значительно повышается пластичность металла. Прессованием можно обрабатывать многие хрупкие материалы, неподдающиеся обработке другими способами (прокаткой, ковкой, волочением). Различают следующие виды П. м. (рис.): с прямым истечением металла (направление движения металла совпадает с направлением движения пресс-шайбы - схемы а и б) и с обратным (металл течёт навстречу движению матрицы, которая выполняет также функции пресс-шайбы, - схемы в и г).

При П. м. с прямым истечением профиля сплошного сечения пресс-штемпель через пресс-шайбу передаёт давление на заготовку, находящуюся в контейнере. При этом металл заготовки выдавливается в отверстие матрицы, закрепленной в матрицедержателе, и образует профиль. Скорость истечения профиля во столько раз превышает скорость движения пресс-штемпеля (скорость прессования), во сколько раз площадь сечения полости контейнера больше площади отверстия в матрице. Отношение указанных площадей называется коэффициентом вытяжки. При прессовании трубы с прямым истечением металл заготовки выдавливается в кольцевой зазор между матрицей и иглой, образуя трубу заданной конфигурации. В этом случае заготовка перемещается не только относительно контейнера, но и относительно иглы.

При П. м. с обратным истечением силовое воздействие на заготовку осуществляется через контейнер, получающий движение в направлении, указанном стрелкой, через укороченный пресс-штемпель - пробку, запирающую контейнер. С др. стороны контейнер запирается удлинённым матрицедержателем, в котором закреплена матрица. При перемещении контейнера вместе с ним перемещается заготовка, и металл выдавливается в канал матрицы, образуя профиль.

При П. м. с прямым истечением вследствие трения металла о поверхность контейнера периферийные слои заготовки испытывают значительно более высокие сдвиговые деформации, чем центральные слои. Неравномерность деформации приводит к различию структуры и свойств по сечению изделия; особенно заметно это при прессовании прутков большого диаметра. При П. м. с обратным истечением трение металла о поверхность контейнера отсутствует, вследствие чего неравномерность структуры и свойств по сечению изделия значительно меньше. Кроме того, при обратном истечении значительно меньше усилия, требуемые для П. м., благодаря чему возможно снижение температуры нагрева заготовок и повышение скорости процесса.

Для получения труб и полых профилей из алюминиевых и магниевых, а в некоторых случаях медных и титановых сплавов используется также П. м. со сваркой (схема д). Заготовка под давлением, передаваемым пресс-штемпелем, рассекается гребнем матрицы в зависимости от его конструкции на 2 или несколько потоков металла. Эти потоки затем под действием высокого давления свариваются, охватывая сплошной массой иглу матрицы, выполненную за одно целое с гребнем. Окончательно труба формируется в кольцевом зазоре между матрицей и иглой.

Существуют и другие способы прессования: труб из сплошной заготовки с предварительной прошивкой её иглой; сплошных и полых профилей плавно-переменного или ступенчато-переменного сечения; широких ребристых листов (панелей) из плоского (щелевого) контейнера и т.д. Промышленное применение находит также гидростатическое П. м. (гидроэкструзия), при котором давление на заготовку передаётся через жидкость. При этом способе силовое поле создаётся жидкостью высокого давления, подаваемой в контейнер от внешнего источника, или давлением на жидкость уплотнённого пресс-штемпеля. В современных установках для гидростатического П. м. давление жидкости в контейнере достигает примерно 3 Гн/м² (30 000 кгс/см²).

П. м. осуществляется как с предварительным нагревом заготовки и инструмента, так и без нагрева. Холодное прессование (т. е. без нагрева) используют при обработке легкодеформируемых металлов (олова, свинца, чистого алюминия). Холодное гидростатическое прессование вследствие весьма высоких давлений и отсутствия трения заготовки о поверхность контейнера позволяет обрабатывать и более труднодеформируемые металлы и сплавы (дуралюмины, медные сплавы, стали). Горячим прессованием получают изделия из различных металлов и сплавов: алюминиевых, титановых, медных, никелевых, а также тугоплавких металлов. Наиболее высокие температуры нагрева заготовок (до 1600-1800 °С) используют при прессовании вольфрама и молибдена.

П. м. осуществляют на горизонтальных гидравлических Прессах; реже, в основном при прессовании труб и гидроэкструзии, используют вертикальные гидравлические прессы. В некоторых случаях для холодного прессования труб из легкодеформируемых металлов используют прессы с механическим приводом. П. м. позволяет получать сплошные профили с площадью сечения 0,3-1500 см² и диаметром описанной окружности 1,5-90 см, круглые прутки диаметром 0,6-60 см и трубы диаметром 0,8-120 см с толщиной стенки 0,1-10 см.

Лит.: Перлин И. Л., Теория прессования металлов, М., 1964; Прозоров Л. В., Прессование стали и тугоплавких сплавов, 2 изд., М., 1969: Жолобов В. В., Зверев Г. И., Прессование металлов, 2 изд., М., 1971; Ерманок М. З., Производство полых профилей из алюминиевых сплавов прессованием со сваркой, М., 1972; Колпашников А. И., Вялов В. А., Гидропрессование металлов, М., 1973.

М. З. Ерманок.

Схемы прессования профиля сплошного сечения с прямым истечением (а), трубы с прямым истечением (б), профиля сплошного сечения с обратным истечением (в), трубы с обратным истечением (г), трубы или полого профиля из заготовки сплошного сечения (прессование со сваркой, д); 1 - заготовка; 2 - пресс-штемпель; 3 - пресс-шайба; 4 - контейнер; 5 - матрица; 6 - матрицедержатель; 7 - пресс-изделие; 8 - игла; 9 - иглодержатель; 10 - пробка.

изменение механических и физических свойств материала под длительным действием циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций. Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается на его механических свойствах, макроструктуре, микроструктуре и субструктуре. Эти изменения протекают по стадиям и зависят от исходных свойств, вида напряжённого состояния, истории нагружения и влияния среды. На определённой стадии начинаются необратимые явления снижения сопротивления материала разрушению, характеризуемые как усталостное повреждение. Сначала в структурных составляющих материала и по границам их сопряжения (зёрна поликристаллического металла, волокна и матрица композитов, молекулярные цепи полимеров) образуются микротрещины, которые на дальнейших стадиях перерастают в макротрещины либо приводят к окончательному разрушению элемента конструкции или образца для механических испытаний.

Количественно усталостный процесс описывается зависимостью между накопленным повреждением и числом циклов или длительностью нагружения по параметру величины циклических напряжений или деформаций. Соответствующая зависимость между числом циклов и стадией повреждения (в т. ч. возникновением трещины или окончательным повреждением) называется кривой усталости. Эта кривая - основная характеристика У. м. Накопление циклического повреждения отражает деформирование материала как макро- и микронеоднородной среды (для металлов - поликристаллический конгломерат, для полимеров - конгломерат молекулярных цепей, для композитов - регулярное строение из матрицы и волокон). Этот процесс в поле однородного напряжённого состояния (например, простого растяжения-сжатия) описывается механической моделью, звенья которой воспроизводят неоднородную напряжённость структурных составляющих материала; неоднородность характеризуется вероятностными распределениями величин микродеформаций и микронапряжений (включая остаточные). Циклическое нагружение таких неоднородных структур порождает в наиболее напряжённых структурных звеньях необратимые деформации (упругопластические, вязкоупругие), накапливающиеся с нарастанием числа циклов и длительности пребывания под циклической нагрузкой. Их увеличение до критических значений, свойственных материалу и среде, в которой он находится, приводит к зарождению макротрещины как предельного состояния на первой стадии усталостного разрушения. Кинетика изменения состояния материала на этой стадии проявляется субмикроскопически в изменении плотности дислокаций (См. Дислокации) и концентрации вакансий (См. Вакансия), микроскопически - в образовании линий скольжения, экструзий и интрузий на свободной поверхности остаточных микронапряжений; механически - в изменении твёрдости, параметров петли упруго-пластического Гистерезиса, циклического модуля упругости (См. Модули упругости), а также макрофизических свойств (электрического, магнитного и акустического сопротивления, плотности). На второй стадии усталостного разрушения накопление повреждения оценивается скоростью прорастания макротрещины и уменьшением сопротивления материала статическому (квазихрупкому или хрупкому) разрушению, определяемому изменением статической прочности, в том числе характеристиками вязкости разрушения как критическими значениями интенсивностей напряжений у края усталостной трещины.

Кривые усталости в области многоцикловой усталости (при разрушающем числе циклов более 10⁵), за которые "ответственны" повторные упругие деформации, наносятся в амплитудах (или максимальных напряжениях) цикла в логарифмических (lgσ, lgN) или полулогарифмических (σ, lgN) координатах (рис. 1). В зависимости от особенностей материала, гомологических температур и физико-химической активности среды кривые усталости могут иметь либо асимптотический характер (кривая 1), либо непрерывно снижающийся с выпуклостью, обращенной к началу координат (кривая 2). Величину амплитуд напряжений σ_-1, являющихся асимптотами кривых усталости 1-го типа, называется пределом выносливости материала, а величину амплитуд напряжений (σ_-1) _Np, для которых разрушение достигается при числе циклов Np по кривым 2-го типа, - ограниченным (по числу циклов) пределом выносливости. Материалам более стабильных структур и для более низких температур свойственны кривые типа 1; материалам менее стабильных структур, для более высоких температур и активных сред - кривые типа 2.

Кривые усталости в области малоцикловой усталости (при разрушающем числе циклов в 10⁴ и менее), за которые "ответственны" повторные пластические деформации, наносятся в амплитудах этих деформаций в логарифмических координатах lg ε_ap и lg N (рис. 2).

Лит.: Конструкционные материалы, т. 3, М., 1965, с. 382-90; Форрест П., Усталость металлов, пер. с англ., М., 1968; Серенсен С. В., Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению, М., 1975.

С. В. Серенсен.

Рис. 1. Кривые усталости в области многоцикловой усталости.

Рис. 2. Кривые усталости в области малоцикловой усталости.