НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o779.Pdf (867.14Кб)

УДК 539.37

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Низкоуглеродистые стали обладают хорошими коррозионными и технологическими свойствами. Основной операцией изготовления деталей из таких сталей является горячее деформирование. Для оптимизации данного процесса необходимо применение математического моделирования напряженно-деформированного состояния. В данной работе экспериментально исследованы механические характеристики низкоуглеродистой легированной стали 01X13Н04 при высоких температурах. В работах Л.М. Клейнера, Н.П. Мельникова и И.Н. Богачева основное внимание уделялось особенностям структуры и влиянию ее параметров на механические свойства. В данной статье основной     акцент сделан на построении математической модели адекватно описывающей поведение материала при высоких температурах. На основе теоретических расчетов проанализирован фазовый состав стали при заданных температурах. Плоские образцы испытывались на растяжение в вакууме при температурах 850°С-1000°С. Полученную диаграмму пересчитывали в действительные напряжения – действительные деформации с учетом изменения площади поперечного сечения. Полученные кривые можно условно разделить на два участка: упрочнение до максимального напряжения и, после достижения максимального напряжения, образование шейки, приводящее к разрушению. Подробно изучен первый участок – упрочнение до максимального напряжения. На этом участке материал деформируется однородно. Образование и развитие шейки не рассмотрены. Наиболее подходящее описание полученных кривых соответствует теории ползучести с упрочнением. Для наиболее точного описания явления в уравнение вводились зависимости от размера зерна и температуры. Параметры уравнения состояния определялись методом наименьших квадратов. Анализ установленных параметров показал невысокую чувствительность материала к скорости деформации. Внимание было также уделено верификации полученных результатов. Сравнение экспериментальных и теоретических кривых деформирования при различных скоростях деформирования  кривых подтвердило адекватность выбранного закона и установленных параметров.

1. Клейнер Л.М., Шацов A.A. Конструкционные высокопрочные низкоуглеродистые стали мартенситного класса. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. 303 с.
2. Мельников Н.П. Низкоуглеродистая мартенситная хромоникельмолибденовая сталь // Известия АН СССР. Металлы. 1983. № 2. С. 112-119.
3. Ря посов И.В., Клейнер Л.М., Шацов A.A. Формирование зеренной и реечной структуры в низкоуглеродистых мартенситных сталях термоциклированием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 9. С. 33-39.
4. Богачев И.Н., Лепехина Л.И. Сверхпластичность мартенситных хромоникелевых сталей // Физика металлов и металловедение. 1977. Т . 44, № 6. С . 1282-1285.
5. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Альянс, 2011. 643 с.
6. Thermo-Calc Software. Software System. Thermodynamic Framework and Data. Stockholm, Sweden, 2006.
7. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. В 2 ч. Ч. 1. Малые деформации: пер. с англ. М.: ГРФМЛ, 1984. 600 с.
8. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций М.: Наука, 2014. 752 с.
9. К айбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка твердодеформируемых сплавов. М.: Наука, 2002. 440 с.
10. Тетери н Г.П., Полухин П.И. Основы оптимизации и автоматизации проектирования технологических процессов горячей объемной штамповки. М .: Машиностроение , 1979. 284 с .