Способ определения механических свойств металлических изделий

Способ определения механических свойств металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области механических испытаний металлов, в частности к определению механических свойств металлических изделий (предела текучести от, предела прочности 0в , относительного удлинения ) путем проведения механических испытаний на растяжение, и может Бить использовано на предприятиях черной и цветной металлургии и машиностроения преимущественно при производстве и обработке изделий из металлических полос. Цель изобретения - оценка величины предела текучести, предела прочности и относительного удлинения металлических изделий, подвергнутых предварительной деформации по схемам, отличающимся от плосконапряженного состояния, путем использования экспериментальных данных по пределу текучести металла при плосконапряженном состоянии. Для достижения цели от полосы (заготовки) отбирается партия образцов , проводятся механические испытания на растяжение, .определяются предел текучести, предел прочности и относительное удлинение, затем получают изделие, измеряют параметры деформирующего инструмента, степень деформации и определяют удельную энергию сопротивления деформации при получении изделия из полосы (заготовки) по исследуемой схеме напря женного , состояния, которое приравнивается удельной энергии сопротивления деформации, определяемой для случая двухмерной деформации (при плосконапряженном состоянии). Далее находят степень двухмерной деформации полосы ( Јэ ), соответствующую величине удельной энергии деформации при пластическом деформировании полосы при исследуемой схеме напряженного состояния. Затем по известным зависимостям ов , о и д- f ( е ) , полученным при испытаниях на растяжение, определяют механические свойства, соответствующие эквивалентной степени деформации. 1 табл. 00 to о К) VI VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4767836/28

I (22) 08.12.89 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Институт машиноведения Уральского отделения АН СССР (72) Б.Е.Локшин, B.M.Äeèíñêèéè В.Г.Старкев (56) ГОСТ 1497-61. Испытание металлов. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОйств МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

{57) Изобретение отйосится к области механических испытаний металлов. в частности к определению механических свойств металлических изделий (предела текучести oi., предела прочности 0В, относительного удлинения) путем проведения механических испытаний на растяжение, и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии и машиностроения преимущественно при производстве и обработке иэделий из металлических полос.

Цель изобретения — оценка величины предела текучести, предела прочности и относительного удлинения металлических изделий, подвергнутых нредварительной деформации па схемам. отличающимся от плосконапряженного состояния, путем использования экспериментальных данных по

Изобретение относится к области механических испытаний металлов, в частности к определению механических свойств металлических изделий (предела текучести, предела прочности и относительного удлинения} путем проведения механических испытаний на растяжение, и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии и машиностроения

„„« Я„„1820277 А1 пределу текучести металла при плосконапряженном состоянии. Для достижения цели от полосы (заготовки) отбирается партия образцов, проводятся механические испыта.ния на растяжение,.определяются предел текучести, предел прочности и относительное удлинение, затем получают изделие, измеряют параметры деформирующего инструмента, степень деформацци и определяют удельную энергию сопротивления деформации при получении изделия из полосы (заготовки) па исследуемой схеме напряженнога состояния, которое приравнивается удельной энергии сопротивления деформации, определяемой для случая двухмерной деформации (при плосконапряженйом состоянии). Далее находят степень двухмерной деформации полосы (e> ), соответствующую величине удельной энергии деформации при пластическом дефармировании полосы при иссле- я дуемой схеме напряженного состояния.

Затем па известным зависимостям

ОВ.гггид =f(a3, полученным при испы- а таниях на растяжение, определяют механи- Q(j ческие свойства, соответствующие р эквивалентной степени деформации. 1 табл. С) преимущественно при производстве и обработке иэделий иэ металлических полос.

Целью изобретения является расширеwe информативности способа эа счет определения механических свойств при деформиравании в условиях не толька пла. сконапряженного состояния путем исполы зования экспериментальных данных по

1820277

Е h рт! = 2

a=F (д) 50

1 12

Ыf+ ) 55

По уравнению исследованию предела текучести металла при плосконапряженном состоянии.

Сущность способа состоит в том, что от полосы (заготовки) отбирается партия образцов, проводятся механические испыта- 5 ния на растяжение, определяются предел текучести, предел прочности и относительное удлинение, затем получают изделие, измеряют параметры деформирующего инструмента, степень деформации и определяют удельную энергию согротивления деформации при получении изделия из полосы (заготовки) по исследуемой схеме напряженного состояния, первая приравнивается удельной энергии сопро- 15 тивления деформации, определяемой для случая двумерной деформации (при плосконапряженном состоянии). Далее находят степень двумерной деформации полосы (яэ), соответствующую величине удельной энер-. 20 гии деформации при пластическом деформации полосы по исследуемой схеме напряженного состояния. Затем по известным зависимостям (1) для плосконапряжен-. ного состояния определяют механические 25 свойства, соответствующие эквивалентной . степени деформации (я3 ). При практической реализации изобретения от полуфаб-. риката (заготовки) отбирают образцы, растягивают их на испытательной машине и 30 определяют предел текучести материала. В том случае, если. марка стали и предварительное обжатие полосы известны, предел текучести определяют по литературным данным. Затем из полосы (заготовки) пол- 35 учают изделие и замеряют параметры, определяющие исследуемую деформацию полосы (д). Далее определяют удельную энергию деформации при пластическом деформировании по схемам, отличающимся .40 от плоскойапряженного состояния, по обобщенной формуле и удельную энергию исследуемой пластической деформации (ап ), определяемую для случая двухмерной деформации полосы при плосконап ряжен ном состоянии: апов=0,0115 fj (ops + Р+ е ), К где е1- суммарная степень обжатия после

j-ro деформирования, ;

j — порядковый номер деформации (1 (j (и). тги. K + - 1 е, =86,98.аи

К + находят степень двухмерной деформации полосы (е ), соответствующую удельной энергии деформации полосы при пластическом деформировании по исследуемой схеме. По степени деформации определяют механические свойства иэделия, упрочненноIo в результате деформирования по исследуемой схеме напряженно-деформированного состояния, в общем случае отличной от плосконапряженн ого.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Для случая гибки полосы брали образцы, приготовленные иэ исследуемых материалов (стали 40; ЭЗА, 08кп, Х18Н9Г, У12), испытывали на растяжной машине Р10 и определяли исходные значения механических характеристик, затем деформировали полосу изгибом с разной степенью деформации, которую варьировали числом перегибов и, диаметром изгибающего ролика, углом охвата ролика полосой (см. таблицу).

Далее опредляли удельную энергию деформации полосы изгибом по следующему алгоритму.

1. Находили радиус изгиба полосы, по достижении которого напряжения во внешних волокнах равны сгг, по формуле где Š— модуль упругости металла, Mrja;

h — толщина полосы, мм;, дц- предел текучести материал полосы, Мпа.

2. Рассчитывали значение стрелы прогиба полосы, соответствующее усилию Pj: где I — длина изогнутого участка полосы, мм.

3, Определяли радиус кривизны изогнутой полосы по формуле где f - стрела прогиба полосы в середине изогнутого участка, мм.

4. Вычисляли параметры М> и Mz no формулам

1820277

М1 114,613 — —;

1 а

Результаты расчета механических свойств деформированнрй изгибом полосы по способу изобретения. Мг 101,432 — - — — Р» где а центральный угол дуги изогнутой полосы, град.

5. Рассчитывали упругие напряжения в йаружном слое полосы (oH ) и относительную деформацию в наружном слое полосы (ян):

8H = n ° ; : oH = Е ен, h о где n — число перегибов, Dр — диаметр ролика, мм.

Рассчитанные в пп.1-5 параметры подставляли в формулу

- -Ю-ЮЯф

an=n тя п w, л- л-1 " и К Ебт -6 ДЕ„2". Мр, п я .уэ .

Получали трансцендентное уравнение, которое является эквивалентной степенью деформации при плосконапряженном соСТОЯНИИ: г K рд тл э+ — Я р+ э

ll-l Ь1 9Б (бтн Eg М (g + МЕ „M Ф . т и бц бц Д - +yg>).

Результаты расчета по этому уравнению приведены в таблице.

Определяли по формулам (1)-(3) эначе5 ния механических характеристик. Результаты определения ат,сто, д, приведены в таблице.

Формула изобретения

10 Способ определения механических свойств .металлических изделий, полученных холодным деформированием, по которому испытывают образцы из материала заготовки для деформирования при одноос15 ном нагружении, определяют исходные значения предела текучести, предела прочности, относительного удлинения, и зависимость от них удельной энергии сопротивления, деформированию в условиях

20 плосконапряженного состояния, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения информативности способа эа счет определения механических свойств при деформированиях в условиях не только

25 плосконапряженного состояния, при изготовлении образца из заготовки регистрируют параметры деформирующего инструмента и степень деформации материала и определяют зависимость удельной

30 энергии сопротивления материала деформированию, а при определении механических свойств используют условие равенства значений удельных энергий сопротивления деформированию при исследуемом и при

35 плосконапряженном состояниях.