книги / Структура металла и хрупкость стальных изделий
..pdfние <TU SJ которое вызывает разрушение образца с надрезом, начинаю
щееся на границе между зонами упругих и упруго-пластических де формаций. Другими словами, если ous на каком-либо участке преодо левает сопротивление разрушению материала раньше, чем пластичес кая зона успевает распространиться по всему сечению, и разрушение происходит в пределах упругости или малой пластической деформа ции, то оиз характеризует при этом сопротивление отрыву данного
материала.
Установив вид зависимости
P = f{ cos У), |
(4.3) |
где Р — разрушающая нагрузка образца с надрезом, cos V характе
ризует форму надреза, определяемую пределом текучести материала os, размерами образца и надреза (радиусом кривизны в вершине р и радиусом а по наименьшему сечению). По величине разруша
ющей нагрузки из (4.3) можно найти положение границы между уп ругой и пластической зонами в момент разрушения, т. е. определить cos V, а следовательно, можно вычислить наибольшее осевое напря
жение на границе между упругой и пластической зоной, поскольку
Gus = f (cos F). |
|
(4.4) |
|
Зависимости (4.3) и (4.4) и способ определения ous = |
R a в момеш |
||
разрушения для образцов |
со следующими параметрами: а = |
5,0, |
|
р = 0,3, наружный диаметр |
D = 18 мм, приведены |
на рис. |
4.2. |
Естественно, при отклонении от указанных размеров образцов ха рактер зависимостей (4.3) и (4.4) изменяется. Требования строгого соблюдения геометрических параметров образцов, используемых для определения сопротивления отрыву по данной методике, прин ципиальные, поскольку при отклонении размеров глубины надреза t от соотношения tla ^ 0,6 -f- 0,7 невозможно рассчитать напряже
ние по сечению образца. Кроме того, как показали эксперименты (83], полученные результаты хорошо согласуются с теорией в случае надрезов, у которых коэффициенты концентрации напряжений Ktt
91
рассчитанные по формуле
Я, = |
1 + |
2 KVP, |
(4.5) |
не превышают значений .ЙГТ = |
3 |
-4. Если для определения сопро |
|
тивления отрыву выбрать образец и надрез с постоянными |
размера |
ми, то зависимости (4.3) и (4.4) рассчитываются по изменению пре дела текучести и полученные результаты представляются в виде но мограмм. Такой расчет был проведен для образцов со следующими параметрами: D = 15; а = 4,3; р = 0,34 мм; профиль надреза —
гипербола со спрямленными по прямой ветвями [57]. Для расчета R a по этим номограммам необходимо определить предел текучести
исследуемого металла и разрушающую нагрузку образца с надрезом, геометрические размеры которого приведены выше. В § 3.2 говори лось о серии экспериментов [69], где показана идентичность опреде ленных по методике Г. В. Ужика значений R a сопротивлению мик-
роскола стали |
7?мс. Исследовались образцы из отожженной стали |
||||||
20 со следующими |
параметрами: |
D x = 7,75; |
tx = |
1,67; |
р = 0,3; |
||
D2 = 8 ; t2 = |
1,9; |
р2 = |
0,5 мм. |
Естественно, |
для |
таких |
образцов |
потребовалось |
построить |
новые |
номограммы, |
используя |
алгоритм |
Г. В. Ужика [57]. В табл. 3.1 приведены результаты по определению R a по Г. В. Ужику и i?MCпрямым методом. •—
4.1.4. Испытания образцов на ударный изгиб
Реализация хрупкого разрушения высокопрочных сложнолеги рованных конструкций сталей, широко применяемых в настоящее время в технике, в условиях простого одноосного растяжения весьма проблематична даже при температуре кипения жидкого гелия. Ис пользование криогенных температур в механических испытаниях материалов связано с рядом методических трудностей. Применяя методики статических испытаний с надрезами или выточками, не всегда удается добиться условий микроскола материалов с большим запасом вязкости: помимо трудностей, связанных с нанесением слож ных надрезов, и необходимости точного знания их геометрических параметров такие методики зачастую также требуют применения низких температур.
Метод определения сопротивления микросколу по результатам ди намических испытаний на ударный изгиб надрезанных образцов позволяет преодолеть упомянутые трудности4. Физическая суть, лежащая в основе этого метода, как впрочем и всех других, состоит в том, что независимо от вида проводимого испытания микроскол наступает в момент, когда предел текучести под надрезом достигает величины, равной Лмс. Таким образом, задача сводится к обеспече нию за счет надреза и динамичности испытания такой степени пере
напряжения, |
которая позволяет реализовать |
условие ох (Тх) ж |
|
& R uc, где |
ат (Тх) — предел текучести, соответствующий темпера |
||
туре |
хладноломкости в условиях данного вида |
испытаний. И если |
|
4 |
Метод экспериментально апробирован С. И. Седых. |
92
для статического изгиба удалось найти аналитическую зависимость, связывающую Дмс и ат (Тх) (4.2), то, как отмечает Нотт [6], «Уста
новить связь между энергетическими параметрами и механизмами локального разрушения ударного образца с надрезом довольно тру дно...» Эта сложность может быть преодолена так называемым тарировочным экспериментом. Необходимо один раз для любого мате риала по методике, изложенной в п. 4.1.1, установить значение Дмс. Затем по результатам ударных испытаний образцов из этого же мате риала определить температуру хладноломкости 7^ и в эксперимен тах по одноосному растяжению — предел текучести, соответству ющий этой температуре ат (Тх). Далее, по найденным значениям RMC и ат (Тх) вычисляется коэффициент /, равный отношению R MCIoT (Тх)
и характеризующий степень жесткости данного вида испытаний. Теперь, сохраняя условия установочного эксперимента во всех по
следующих исследованиях неизменными |
(геометрию надреза об |
|
разцов и скорость деформирования), по известной величине |
/ и пре |
|
делу текучести от (Гх) при температуре |
резкого падения |
ударной |
вязкости легко вычислить искомое значение напряжения микроскола:
Дмс = / а т (Г х).
Рассмотрим несколько примеров, иллюстрирующих возможности данного метода.
1. Предварительные испытания, проведенные на образцах из армко-железа и стали 70 в различных структурных состояниях, позволили установить, что для принятой в этих опытах геометрии образцов (диаметр образцов (D) 2,7 мм, глубина кольцевого надреза
(t) 0,09, радиус |
(р) 0,1 мм) |
/ = 2,57. По результатам ударных испы |
||||||||||||
таний таких же образцов из армко-железа определена |
Гх = |
—30 °С; |
||||||||||||
при этой температуре |
ат (Тх) = 29 |
даН/мм2. По известным значе |
||||||||||||
ниям |
/ |
и |
от |
(Тх) |
рассчитано |
R MC= |
29 |
даН/мм2 X 2,57 = |
||||||
= |
74,5 даН/мм2. Найденное |
экспериментально по температурной за |
||||||||||||
висимости |
напряжений разрушения |
и предела текучести |
согласно |
|||||||||||
п. 4.1.1 значение 7?мс = |
74 даН/мм2. Как видим, расчетное значение |
|||||||||||||
R MC почти |
совпадает с |
экспериментальным. |
|
|
|
|||||||||
ре |
2. |
Для отожженной стали |
70 Тх = —50 °С. При этой температу |
|||||||||||
ат (Тх) = |
36 |
даН/мм2. Используя |
известное |
значение |
/ = 2,57, |
|||||||||
получаем |
R MC = |
36 даН/мм2 |
2,57 = |
92 даН/мм2. Эксперименталь |
||||||||||
но найденное |
по п. 4.1.1 |
значение |
Ямс = |
93 даН/мм2. Отклонение |
||||||||||
от |
расчета около 1 %. |
|
|
70 Тх = |
—140 °С. |
При этой тем |
||||||||
|
3. |
Для патентированной стали |
||||||||||||
пературе |
для |
гладких |
образцов |
сгх (Тх) = |
71 |
даН/мм2. Расчетное |
||||||||
значение |
R MC = |
71 даН/мм2 • |
2,57 = |
182 |
даН/мм2. Отклонение от |
экспериментальной величиныл равной 183 даН/мм2, составляет ме нее 1 %.
4.1.5. Растяжение проволочных образцов с узлом
Не всегда можно испытать образцы на ударный изгиб, например, при исследовании характеристик хрупкой прочности и вязкости холоднотянутой стальной проволоки малых диаметров (менее 1,0 мм).
93
В этом случае можно применять известный метод испытаний на однооснов растяжение проволочных образцов с узлом. Узел на образцах играет роль концентратора напряжений, создающего локальную жесткость напряженного состояния, необходимую для обеспечения
условий микроскола в процессе испытания. |
||
Прежде всего, как и при |
испытаниях на ударный изгиб, необхо |
|
димо на материале с-заранее |
известным |
R ac определить коэффици |
ент жесткости напряженного состояния |
jyв для данного вида испыта |
ний. С этой целью проводятся испытания образцов с узлом на растя жение при постепенно снижающейся температуре для определения TXi когда реализуется явление микроскола. Охрупчивание начина
ется при температуре, когда на температурной зависимости механи ческих свойств (рис. 4.3) наблюдается максимум несущей способ ности образца с узлом. Жесткость jya определяется из соотношения:
Д.
7 у з---
МГг) ’
где сгт (Гх) — предел текучести гладкого образца при температуре охрупчивания образца с узлом.
Проведенные эксперименты 6 показали, что жесткость напряжен ного состояния в узле не зависит от диаметра проволочных образ цов при изменении его в пределах 0,5—1,3 мм (рис. 4.4). Поскольку /уз не зависит от свойств материала, то установленное значение ]'уз =
= 1,8 можно использовать в дальнейшем для определения сопротив
ления микросколу по уже хорошо |
известному |
выражению |
2?мс = |
||||
— /узОт (Тх) — 1,8 От (Тх)’ |
практического |
использования |
|||||
Приведем несколько примеров |
|||||||
описанной методики. |
----- 196 °С проводились испыта |
||||||
1. В интервале температуры 20 |
|||||||
ния на растяжение до разрушения |
|||||||
гладких образцов |
диаметром 0,8 мм |
||||||
с узлом из отожженной стали 45. При |
|||||||
температуре максимума — 180 °С на |
|||||||
кривой |
несущей |
способности |
образ |
||||
цов с узлом определяли предел теку- |
|||||||
чести |
гладкого |
образца |
От |
(Г*) = |
|||
г |
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
о |
n |
М О |
, |
||
|
|
о |
|||||
1,7 |
|
|
|
|
о |
о |
|
V |
1 |
1 |
|
t |
1 |
|
|
|
|
й,мн |
|||||
|
|
0,5 |
0,7 |
|
0,9 |
1,1 |
|
Рис. 4.3. Зависимость прочностных свойств стали |
от температуры испытания: |
Суд — несущая способность образца с узлом.
Рис. 4.4. Зависимость коэффициента жесткости напряженного состояния в узле от диаметра образца.
I Описанная методика разработана Ю. А, Полушкиным, -
04
57 даН/мм2. Далее, зная ;у8 и ат(Тх), рассчитывали напряжение
сопротивления микросколу
R MC= 1 , 8 - 5 7 даН/мм2 = 103 даН/мм2.
Этот результат хорошо совпадает со значением RMC = 100 даН/мм2г
экспериментально найденным при разрыве гладких образцов при тем пературе хрупко-вязкого перехода по п. 4.1.1.
2. Испытывались образцы диаметром 0,8 мм из деформированной на 80 % стали 70. Несущая способность ау8 имела максимальное значение при —80 °С. При этой температуре ат(Тх) = 96 даН/мм2^
Тогда
R MC— 1, 8- 96 даН/мм2 = 173 даН/мм2.
Экспериментальное значение сопротивления микросколу составляло»
179даН/мм2.
3.Для стали 20 в виде холоднотянутой стальной проволоки со степенью обжатия 60 % не удается прямым способом определить
характеристику хрупкой прочности R MC. Испытания образцов с уз
лом на одноосное растяжение позволили рассчитать сопротивление микросколу по известному коэффициенту жесткости ;'уз и найден ному значению стт (Тх):
Дмс = 1,8 • 112 даН/мм2 = 200 даН/мм2.
4.1.6. Определение сопротивления микросколу RMC
по значениям временного сопротивления <тв и относительного поперечного сужения ф
Описанные в предыдущих параграфах способы определения R MCr
предполагали обязательное достижение хрупкого состояния образ ца либо общего — за счет снижения температуры испытаний до ТХг
когда относительное сужение в шейке образца ф уменьшается до ну ля,— либо локального — во внутренних волокнах материала — путем стеснения пластической деформации за счет достаточно осхрого надреза, например кольцевого, или наличия узла на проволочных образцах. Однако в условиях лабораторий механические испытания при низких температурах вплоть до температуры жидкого азота (—196 °С) и тем более гелия (—269 °С) не всегда доступны, поскольку требуют оснащения соответствующим оборудованием и определенными хладоагентами. О сложностях, связанных с нанесением строго регла ментированных надрезов, уже упоминали. В то же время оценочная
информация о значении R m материала может быть получена |
и из. |
данных стандартных механических испытаний образцов на растя |
|
жение в условиях окружающей среды, когда материал обладает |
до |
статочным запасом пластичности, например, когда ф составляет 60— 70 %.
Физической основой такой возможности является наличие внут ренней связи между явлениями, происходящими в металле в момент
начала локализации |
пластической деформации (к моменту начала |
образования шейки) |
при напряжение близком к о процессом |
9й
Рис. 4.5. Корреляционная взаимосвязь сопротивления микроскопу Ямс и попе
речного сужения ф в шейке образца.
текучести металла, при котором формируется зародышевая субмикротрещиыа, обеспечивающая протекание микроскола при на пряжении Ямс, и конечной ста дией сопротивления материала, деформированного в момент его разрушения.
Эксперименты 6 на большой группе углеродистых и малоле гированных сталей в различных структурных состояниях (отож женном, нормализованном, за каленном и отпущенном) позво лили установить функциональ ную связь между значениями Ямс, временным сопротивлением разрыву ств и относительным поперечным сужением ф в виде зависимости
Ямс — ° |
i |
I |
(4*6) |
где значения aD и ф получены при |
растяжении образцов при |
ком |
|
натной температуре, а значения |
сопротивления микроскопу |
Ямс |
при соответствующих температурах хрупко-вязкого перехода Тх
(рис. 4.5). Таким образом, располагая данными по стандартным ме ханическим характеристикам сталей ств и ф, полученным при комнат ной температуре, можно с помощью зависимости (4.6) определить величину Ямс, как меру сопротивления стали хрупкому разрушению.
Рассмотрим несколько |
примеров. |
|
||
1. |
Цилиндрические образцы из стали 35 в отожженном состоянии |
|||
были |
испытаны при комнатной температуре и обнаружили следу |
|||
ющие механические |
свойства (везде приводятся средние значения |
|||
из трех испытаний): |
|
|
|
|
|
ств = |
49 даН/мм2; ф = |
0,56 (56 %). |
|
Сопротивление хрупкому разрушению |
Ямс было определено испыта |
|||
ниями на растяжение при |
низких температурах (по методике, опи |
санной в п. 4.1.1). Было установлено, что при —170 °С данная сталь испытывает вязко-хрупкий переход со следующими механическими
характеристиками: |
ст0,2 = |
71 даН/мм2; |
ств = |
82 |
даН/мм2; |
SK = |
||
= 82 |
даН/мм2; ф = |
0,02 |
(2 %). Отсюда следует, что при —170 °С |
|||||
было |
реализовано сопротивление |
хрупкому |
разрушению, |
Ямс = |
||||
= 82 |
даН/мм2. |
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитаем значение |
i?MCпо (4.6): |
|
|
|
|
|||
|
Ямс = a B -j— |
фГ = |
1 — 0,315 |
= |
0,685 = |
^ |
ДаН/мм2, |
|
4 Эксперименты были проведены В. Я. Барановым. |
|
|
|
96
Как |
видим, отклонение |
от экспериментального значения i?MCсостав |
||||||
ляет |
12 |
%. |
|
|
|
|
|
|
2. Образцы из отожженной стали 10 при комнатной температуре |
||||||||
обладали |
следующими |
свойствами: |
ав = 38 |
даН/мм2; |
ф = 0,72 |
|||
(72 |
%). При |
—196 °С было достигнуто |
хрупкое состояние: сто,2 = |
|||||
= 69 даН/мм2; |
ств = 72 даН/мм2; £ к = |
77 |
даН/мм2; ф = 0,07 (7 %). |
|||||
Отсюда |
делаем вывод, |
что сопротивление |
микросколу |
R uc « |
л? 72 даН/мм2. Исходя из свойств стали при комнатной температуре* но формуле (4.6) определяем
R KC= |
1 _ (0,77)2 = |
Р/8" = |
^ даН/мм2. |
Отклонение расчетного значения |
i?MCот |
экспериментального состав |
|
ляет около 10 %. |
|
|
|
4.1.7. Определение сопротивления микросколу /?мс |
|||
по значению истинного напряжения |
|
||
вязкого разрушения SK |
|
|
|
Уже из самого |
названия настоящего |
параграфа становятся яс |
ными преимущества еще одного способа расчета сопротивления хрупкому разрушению — отсутствие необходимости применения сложной методики низкотемпературных механических испытаний. Значение Ruc определяется по результатам растяжения гладких образцов, вязко разрушенных с образованием шейки на стандартном оборудовании.
Физической основой описываемого способа является наличие тес ной связи между хрупким и вязким разрушением (подробнее эта взаимосвязь излагается в гл. 7), поскольку оба вида разрушения начинаются одинаково — с зарождения микроскола и его гриффитсовского распространения в момент достижения критической нагруз ки, зависящей от степени развития предшествующей деформации. На основании экспериментов, проведенных на большой группе уг леродистых сталей 7 в отожженном, нормализованном, закаленном
и отпущенном состояниях, |
было |
установлено соотношение между |
||
сопротивлением хрупкому |
разрушению i?MC, найденному |
прямым |
||
методом* и сопротивлением вязкому разрушению SK в виде |
|
|||
|
|
R MC = |
» |
(4.7) |
где |
— функция относительного поперечного сужения в шейке. |
Методом аппроксимации установлен аналитический вид этой функции:
К* = — 2,75ф2 + 2,2ф + 1. |
(4.8) |
Итак, чтобы определить сопротивление микросколу RMCданного материала достаточно провести серию механических испытаний на растяжение в условиях вязкого paspymeHHHi вычислить по резуль-
7 Эксперименты проведены Т. Н. Сердитовой,
У 4—2960 |
97 |
татам этих испытаний значения напряжения вязкого разрушения S Kи относительного поперечного сужения в шейке ф и по формуле
(4.8) определить К^. Теперь по формуле (4.7) легко рассчитать зна
чение Ямс.
Для высокопластичных материалов, характеризующихся значе ниями поперечного сужения ф более 70 %, с целью сохранения точ ности определения Ямс в пределах ± 1 0 % целесообразно растяже ние образцов проводить при температурах* обеспечивающих умень
шение |
ф до значений, меньших |
70 |
%. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Рассмотрим |
несколько |
примеров. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1. |
Исследовались образцы из |
отожженной* и деформированной |
|||||||||||||
стали 10. |
Механические |
испытания на растяжение до разрушения |
|||||||||||||
при комнатной |
|
температуре |
дали следующие |
результаты: |
SK = |
||||||||||
= 110 даН/мм2; |
ф = |
70 |
%. |
Расчет |
по (4.8) позволил установить |
||||||||||
значение |
= 1,18. |
Тогда в соответствии с (4.7) сопротивление |
|||||||||||||
микросколу |
Ямс = |
110/1,18 даН/мм2 = |
93,3 |
даН/мм2. Прямым |
|||||||||||
методом |
определили |
Ямс = |
103 |
даН/мм2. Относительная |
погреш |
||||||||||
ность составляет |
9,4 |
%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
Вторая серия экспериментов проводилась на тех же образцах |
||||||||||||||
стали 10, сопротивление микросколу которых |
Ямс = |
103 |
даН/мм2,; |
||||||||||||
но при |
более низкой температуре —175 °С с целью |
снижения |
ф. |
||||||||||||
Результаты испытаний следующие: S K — 138 даН/мм2; ф = |
47,5 |
%. |
|||||||||||||
Тогда по известным формулам (4.8), |
(4.7) |
К^ = 1,42, |
а |
Ямс = |
|||||||||||
= 138/1,42 даН/мм2 = |
97,5 даН/мм2. Отклонение расчета от экспери |
||||||||||||||
мента составляет 5,3 |
%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.1.8. Определение сопротивления микросколу деформированного материала
Известно, пластическая деформация сдвигает порог хладнолом кости Тх металлов в область более низких температур, часто
оказывающихся ниже экспериментально достижимых. Поэтому оп ределение характеристики Ямсе стали, деформированной на сте пень е, представляет собой еще большие трудности, чем нахождение
Ямс исходного (недеформированного) материала.
Осповная идея рассматриваемого метода, как и в п. 4.1.7, состоит в единстве физической природы микромеханизмов хрупкого и вяз кого разрушения. Именно это обстоятельство и позволяет определить сопротивление хрупкому разрушению по данным механических испытаний в условиях вязкого разрушения, когда разрыв образца происходит в результате потери стабильности деформации и образо вания шейки. При этом выполняется условие
R -шсе = Oimaxj |
(4.9) |
где (Timax — максимальное растягивающее |
напряжение в момент |
разрушения на оси шейки с деформацией е. |
Таким образом, задача |
сводится к определению crime* при соответствующей деформации разрушения е. С помощью формул* полученных Н. Н. Давиденковым*
98
Н. И. Спиридоновой [84] и Бридж меном [85], можно перейти от на пряжения течения материала при данной степени деформации ое к
нормальному растягивающему напряжению:
O'lmax = jiu P e i |
(4.10) |
где /ш — коэффициент жесткости напряженного состояния в шейке, равный o jo i = BL, где — ин
тенсивность напряжений. Величи ны В и L могут быть рассчитаны
либо по формулам Бриджмена:
1 + |
1Ц1 + - у |
В = |
, (4.11) |
1+т )1п(1+1
10 |
30 |
50 |
70 |
80 |
85 |
<р,°/о |
Рис. 4.6. Влияние деформации на ко эффициент жесткости напряженного состояния в шейке образца /ш и пе
реходные коэффициенты L и В:
ЬБ, ВБ — по Бриджмену; 1.Д, вД — по Н. Н. Давиденкову.
i = (1 +-f) l n ( 1 +-3 -)* |
<4Л2) |
либо по формулам Н. Н. Давиденкова и Н. И. Спиридоновой:
|
В = - ^ Т - . |
|
(4-13) |
|
|
L = l + \ |
, |
|
(4.14) |
где |
ц = 0,92 (е — 0,1), е — истинная деформация. Для |
наиболее |
||
распространенных конструкционных |
сталей, у которых ф порядка |
|||
50 %, различия в значениях коэффициентов В и L по Бриджмену и |
||||
Н. |
Н. Давиденкову несущественны |
и становятся |
значительными |
|
лишь после деформации 70—80 % (рис. 4.6). Значение |
сте можно |
|||
определить двумя способами: |
[84, 85]: |
|
|
|
1) по формулам, предложенным в |
|
|
||
|
|
|
|
(4.15) |
где L — коэффициент перехода от среднего разрушающего напряже |
||||
ния |
к напряжению течения в шейке; |
|
А и пока |
|
2) по диаграмме растяжения путем отыскания модуля |
||||
зателя упрочнения п закона упрочнения материала |
158] |
|
||
|
ае = Аеп. |
|
(4.16) |
Таким образом, по результатам статических испытаний на одно осное растяжение образцов с исходной (недеформированной) струк
турой в интервале температур, фиксируя величину |
относительного |
|||
поперечного сужения при разрушении, предел текучести |
Со,2 и |
ис |
||
тинное напряжение вязкого разрушения S K, можно |
определить |
со |
||
противление |
микросколу RMOe деформированного |
на |
определен |
|
ную степень |
материала. |
|
|
|
7* |
99 |
Проиллюстрируем возможности этого метода несколькими приме
рами. |
|
R MCe арм- |
1. Требуется определить сопротивление микросколу |
||
ко-железа, деформированного на 72 |
% суммарной деформации после |
|
отжига. Для этого необходимо провести испытания на |
одноосное |
|
растяжение образцов отожженного |
армко-железа в интервале тем |
ператур, обеспечивающем относительное поперечное сужение ф
после разрушения, равное заданной степени |
деформации — 72 |
%. |
|
Из этого опыта следует определить |
SK, а по |
заранее составленным |
|
таблицам либо графикам (рис. 4.6) |
значения коэффициентов |
L и |
/ш для требуемой степени деформации. Далее, по формулам (4.15) и, (4.10) можно рассчитать значение R MCe. В данном примере степень
Деформации в шейке 72 % была достигнута при температуре испыта ния + 20 °С. При этом L = 1,41, /ш = 1,72 и S K = 90 даН/мм2. Та
ким образом, используя выражения (4.15) и (4.10), находим сна чала значение
|
|
ое(72 % )= |
= 63 даН/мм2, |
|
||
а |
затем |
R MCe = climax = |
Ое (72 %)/ш = |
63 |
даН/мм2 |
1,72 = |
= |
110 даН/мм2. Экспериментально найденное прямым методом для |
|||||
деформированного на 70 % армко-железа |
R MCe = 110 даН/мм2. |
|||||
|
2. Необходимо определить сопротивление |
микросколу |
/?мсе де |
формированной на 63 % отожженной стали 10. Второй способ опре
деления напряжения течения деформированного материала — по ме тодике Л. А. Копельмана [58] — позволяет ограничиться механи ческими испытаниями исходного материала лишь при комнатной тем пературе. Так, по результатам испытаний при + 2 0 °С были опреде лены модуль упрочнения А = 70 даН/мм2 и показатель упрочнения п = 0,17 образцов отожженной стали 10.
Как и в первом случае, находим по заданной степени деформа ции — 63 % соответствующую ей жесткость напряженного состояния
в шейке, |
равную |
1,45 |
Теперь |
по |
формулам |
(4.16) и |
(4.10) рас |
|
считаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
ое(63 %) = |
Аеп = 70е0,17 = 70 (0,994°’17) = |
70 |
даН/мм2, |
|||||
-Ямсе = |
ffimax = о е (63 |
%) /ш = |
70 |
даН/мм2 • 1,45 = |
102 |
даН/мм2. |
Прямой метод определения сопротивления микросколу деформиро
ванной |
на |
63 % |
отожженной стали 10 дал |
значение R те = |
|
= 108 даН/мм2. Относительная погрешность менее 6 |
%. |
||||
Естественно, что для того, чтобы применять второй |
метод опре |
||||
деления |
ае, |
надо |
достоверно знать закон деформационного упроч |
||
нения исследуемого материала при температуре |
испытания. |
4.1.9. Определение сопротивления микросколу /?мс экстраполяцией значений /?мс с
Рассматриваемый в настоящем параграфе экстраполяционный ме тод определения R MC предполагает графическое нахождение иско
мой характеристики по результатам механических испытаний об-
100