2.1.2 Пример расчета напряжения течения металла по методу Андреюка л.В., Тюленева г.Г., Прицкера б.С.
Определить
значение напряжения течения
для стали Cт3, [1], стр.101, рис. 22. Температура
металла 1075 °С, скорость деформации
5,45
,
степень деформации 0,12 (12%).
Химический состав стали Ст3 [1]: 0,3% C, 0,56% Mn, 0,28% Si, 0,12% Cr, 0,15% Ni.
Выполним расчет коэффициентов по зависимостям (2.2 - 2.5) используя табл. 2.1:
Выполним расчет напряжения течения металла по формуле (2.1):
Напряжение
течения металла 
в
системе СИ, равно:
.
2.2 Метод Николаева в.А.
2.2.1 Определение напряжения течения металла по методу Николаева в.А.
В работе [5] профессор Николаев В.А. представил метод расчета напряжения течения металла в зависимости от химического состава стали, который создан на основе обработки экспериментальной информации. Формула расчета напряжения течения металла для различных марок сталей выглядит следующим образом:
где
,
,
- поправочные коэффициенты, учитывающие
влияние степени (
),
скорости (
)
и температуры (
)
деформации;
- базисное значение , принятое условно при постоянных значениях термомеханических параметров (при , , ).
На основе обобщения информации о напряжении течения различных марок сталей автор выделил семь основных групп (см. табл. 2.2).
Таблица 2.2 - Группы сталей для расчета напряжения течения
Группа |
Название стали или сплава |
I |
Углеродистые и инструментальные стали 08кп; 08ю; 20; Ст.3; 45; Ст.6; У8 - У10 и др. |
II |
Низколегированные и легированные стали 40Х; ШХ15; 15ХСНД; 14ГН; 12ХНЗА и др. |
III |
20ХНМ; 60ХНГС2М; ЗОХГСА; 18Х2Н4МВА; ХВГ; 60С2 и др. |
IV |
10ХН; 12X17 и др. |
V |
20Х5НГ2;15Х5М; 12ХНМФА; 20ХГНМ и др. |
VI |
18ХГТ; 20ХГНР;45ХН и др. |
VII |
Высоколегированные стали 4Х13-Д 16Н5М4;Х17Н2;Х18Н9Т; Х18Н12М2Т; Р18 и др. |
Для каждой группы разработаны поправочные коэффициенты.
При
(углеродистые,
конструкционные, инструментальные,
низколегированные стали):
При
(легированные, высоколегированные
стали):
где
- содержание химических элементов, %
(кроме серы и фосфора).
Анализ опытных данных показывает, что обобщенный коэффициент увеличивается с уменьшением температуры по зависимости, единой для всех марок сталей, а максимальное отклонение относительно среднего значения не превышает 8%:
где
- температура металла, °С.
Различные
стали, имеют различную степень упрочнения
при изменении относительного обжатия.
В меньшей степени наблюдается упрочнение
сталей групп III, VI, VII (
при 
),
а в большей степени - сталей группы IV,
(
при
),
В связи с этим различны аппроксимирующие
зависимости, представленные в табл.2.3.
Таблица 2.3 - Формулы для расчета коэффициента
Группа стали |
|
Вид выражения |
I,II |
0,025-0,1 |
|
I,II |
>0,1 |
|
IV |
0,025-0,1 |
|
IV |
>0,1 |
|
III, VI, VII |
0,025-0,1 |
|
III, VI, VII |
>0,1 |
|
V |
0,025-0,1 |
|
V |
>0,1 |
|
Различная интенсивность упрочнения групп сталей имеет место и при увеличении скорости деформации . Изменение функций происходит по параболической или линейной зависимостям, а опытные точки достаточно плотно располагаются относительно усредняющих кривых. Это дает возможность с достаточной для практики точностью использовать полученные зависимости в расчетах. Для удобства расчета коэффициента в табл.2.4 приведены эмпирические формулы, экстраполирующие опытные зависимости.
Таблица 2.4 - Формулы для расчета поправочного коэффициента
Пределы
изменения |
Формула для расчета |
Группа стали |
0,001-0,4 |
|
I,II |
0,4-10 |
|
I,II |
0,001-10 |
|
III-VII |
≥10 |
|
III-V, VII I,II VI |
