Содержание отчета:

1. практическое значение кривых упрочнения;

2. классификация кривых упрочнения;

3. понятие об истинном напряжении.

1. Практическое значение кривых упрочнения.

Упрочнением называется совокупность явлений, связанных с изменением структуры, механических и физико-химических свойств металлов в процессе пластической деформации.

Степень упрочнения зависит от степени деформации, чем она больше, тем больше упрочнение. Практическое значение упрочнения двойственно. С одной стороны упрочнение при холодной пластической деформации повышает прочность и снижает пластичность, затрудняя обработку давлением, с другой – применяется взамен термической обработки для термически не упрочняемых сплавов. А в тех случаях, когда для получения необходимой конфигурации изделия требуется несколько переходов, приходиться усложнять технологический процесс, вводя возврат между переходами. С другой стороны, в результате использования эффекта упрочнения могут быть получены изделия с определенным сочетанием прочности и пластичности.

2. Классификация кривых упрочнения.

В процессах ОМД для расчёта величины деформирующего усилия необходимо знать сопротивление металла деформированию при заданной степени деформации.

Стандартные показатели механических свойств металла характеризуют сопротивление деформированию лишь в первом приближении, так как их значения фиксируются для определённых моментов деформации, а при расчётах учитывается начальная площадь сечения образца.

Кривые, описывающие зависимость между напряжением и степенью деформации называются кривыми упрочнения. Они могут быть построены по результатам испытаний образцов на растяжение путём обработки машинной диаграммы.

Кривые упрочнения делятся на:

• кривые 1-го рода;

• кривые 2-го рода;

• кривые 3-го рода.

Кривые упрочнения 1-го рода строятся в координатах нагрузка – абсолютное удлинение или напряжение – относительное удлинение.

σ _s = σ _в(1+ δ),

где σ _s - истинное напряжение;

σ _в – предел прочности материала (временное сопротивление на разрыв);

δ – относительное удлинение образца

Рисунок 3.1. Кривая упрочнения 1 – го рода.

Кривые упрочнения 2-го рода строятся в координатах напряжение – относительное сужение.

σ _s = (1-2Ѱ_ш +Ѱ),

где σ _s - истинное напряжение;

σ _в – предел прочности материала (временное сопротивление на разрыв);

Ѱш - относительное сужение в области шейки;

Ѱ - относительное сужение образца

Рисунок 3.2. Кривая упрочнения 2 – го рода.

Кривые упрочнения 3-го рода строятся в координатах напряжение – логарифмическая деформация.

Рисунок 3.3.. Кривая упрочнения 3 – го рода.

4. Понятие об истинном напряжении.

Стандартные показатели прочности металла определяются при испытании на растяжение, при этом мы получаем машинную диаграмму определенного вида.

Рисунок 3.4. Машинная диаграмма (а) и кривые условных и истинных напряжений (б) при растяжении.

Поскольку в формулах используется начальная площадь поперечного образца, то рассчитанные по формулам напряжения называют условными.

Истинным называется напряжение, рассчитанное как отношение усилия к действительной площади поперечного сечения образца в данный момент деформирования.

Кривая истинных напряжений всегда проходит выше кривой условных напряжений и не имеет максимума.

Кроме прочностных показателей при испытаниях на растяжение определяют характеристики пластичности:

∆h = h ₀ - h₁ ; δ=∆h ̸ h_0;

∆b = b₁ - b_{0 ;} δ=∆b ̸ b_{0 ;} Ѱ =F₀ –F₁ /F₀ ;

∆l = l ₁ - l_{0 ;} δ=∆l ̸ l_{0 ;}

Для построения кривых упрочнения используют связи с деформациями:

Ѱ = δ ̸ ( 1+ δ ); ɛ ; Ѱ=-

Кривые упрочнения могут быть построены по результатам испытания на сжатие, но тяжело учесть силы трения на поверхности контакта инструмент – образец.

Задание:

• цилиндрический образец высотой 30 мм осаживается поэтапно через 5мм до высоты 15мм, определить величину деформации на каждом этапе и полную деформацию образца, рассчитать коэффициент обжатия;

• определить истинное напряжение σ _s по кривым упрочнения 1-го рода.

Контрольные вопросы:

1. зависимость каких факторов характеризуют кривые упрочнения?

2. какие деформации являются показателями формоизменения образца?

3. как можно оценить степень деформации по результатам испытаний?

4. как классифицируются кривые упрочнения?

5. какая деформация соответствует началу образования шейки на образце?

6. какая из кривых упрочнения предпочтительнее для практического применения?

7. что называется упрочнением и в чём его практическое значение?

8. в каких координатах строятся кривые упрочнения?