Материал: Исследование характера упрочнения металла по индикаторной диаграмме растяжения

G2=38,2(МПа)

G3=32,5(МПа)

G4=31,3(МПа)

G5=29,6(МПа)

G6=28,4(МПа)

G7=24,7(МПа)

2.12 Вывод

В данной главе был проведен комплекс расчетов для определения величин, проанализировав зависимости которых можно будет судить о природе испытуемого металла. Были получены ε-степени деформации, σ- напряжения, модули пластичности-E’,G’, коэффициент анизотропии и модуль упрочнения.

Таблица 2 - Расчетная таблица

3. АНАЛИЗ ГРАФИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

.1 Построим диаграмму условных напряжений σуслi= σуслi(ε)

Рисунок 3.1 - Диаграмма условных напряжений

металл индикаторный диаграмма растяжение

На рисунке 3.1 в изображена диаграмма условных напряжений. Данная диаграмма является показателем зависимости условного напряжения от деформации. Диаграмма носит название условной, так как не учитывается утонение образца в процессе нагружения. На диаграмме наблюдается увеличение напряжения вместе с увеличением деформации до точки соответствующей началу образования шейки. Это обуславливается невозможностью металла далее деформироваться пластически, начинается образование шейки, локального уменьшения поперечного сужения образца, что вызывается падение нагрузки.

3.2 Построим кривую упрочнения первого рода σs=σs(ε)

Рисунок 3.2 - кривая упрочнения первого рода

На рисунке 3.2 изображена кривая упрочнения 1го рода. Так называемая кривая упрочнения 1го рода, отражает зависимость степени деформации от истинных напряжений в образце

.3 Построим кривую упрочнения второго рода σs=σs(q)

Рисунок 3.3 - кривая упрочнения второго рода

На рисунке 3.3 изображена кривая упрочнения 2го рода. Данная диаграмма является показателем зависимости условного напряжения от сужения. Можно заметить, что, чем больше напряжения, тем выше растет сужение. Для анализа кривой используется касательная, которая проводится в точке соответствующей началу образования шейки и откладывает двойное истинное напряжение, в момент образования шейки, на перпендикуляре

.4 Построим обобщенную кривую упрочнения σi=σi(εi)

Рисунок 3.4 - обобщенная кривая упрочнения

На рисунке 3.4 изображена обобщенная кривая упрочнения. Данная диаграмма является показателем зависимости истинных деформаций от истинных напряжений. По диаграмме видно, что с ростом деформации, растет и напряжение. То есть чем выше степень деформации, тем большее усилие необходимо приложить для дальнейшей деформации металла. Происходит это как раз в связи с явлением упрочнения металла, заключающегося в основном с перемещением дислокаций. И если в начале деформации перемещаются только отдельные дислокации, препятствием для которых становятся только границы зерен, то дальше количество их возрастает, они начинают сталкиваться между собой, оставляя микродефекты в структуре, поэтому их дальнейшее перемещение становится все более сложным, от этого и возрастает усилие. После образования шейки деформация происходит очень быстро, т.к уменьшается поперечное сечение и усилие необходимое на деформацию падает. Однако истинное напряжение в самой шейке сильно возрастает ввиду огромного количества дефектов в структуре, и количества перемещаемых дислокаций.

.5 Построим обобщенную кривую упрочнения T=T(Г)

Рисунок 3.5 - обобщенная кривая упрочнения T=T(Г)

На рисунке 3.5 изображена обобщенная кривая Данная диаграмма является показателем зависимости коэффициента анизотропии от модуля упрочнения, характеризующего степень упрочнения. Кривая показывает, что с ростом степени упрочнения возрастает коэффициент анизотропии. Этот коэффициент характеризует неоднородность свойств металла по различным направлениям деформации. Его повышение связано с нарушением структуры в ходе перемещения дислокаций, появления в ней осколков дислокаций, столкнувшихся дислокаций и прочих микродефектов.

.6 Построим зависимость E’=E’(εi), G’=G’(Г)

Рисунок 3.6 - Модуль пластичности первого рода

На рисунке 3.6 изображена диаграмма зависимости модуля пластичности первого рода от степени деформации. Данная диаграмма является показателем зависимости коэффициента анизотропии от модуля упрочнения, характеризующего степень упрочнения. Кривая показывает, что с ростом степени упрочнения возрастает коэффициент анизотропии. Этот коэффициент характеризует неоднородность свойств металла по различным направлениям деформации. Его повышение связано с нарушением структуры в ходе перемещения дислокаций, появления в ней осколков дислокаций, столкнувшихся дислокаций и прочих микродефектов

Рисунок 3.7 - Модуль пластичности второго рода

На рисунке 3.7 изображена диаграмма зависимости модуля пластичности второго рода от коэффициента анизотропии. Зависимость отражает снижения модуля пластичности с повышением коэффициента анизотропии. То есть снижение способности металла пластически деформироваться с повышением степени анизотропии его свойств. Получается, что неоднородность свойств по различным направлениям снижает способность металла к пластической деформации. Обусловлено это, видимо тем, что дислокации лучше перемещаются в структуре с однородными свойствами.

.7 Вывод о характере деформационного упрочнения металла, из которой изготовлен образец

В главе были построены и рассмотрены различные зависимости, отражающие изменения свойств во время упрочнения металла, а так же проверена правильность выполнения расчетов построением касательных на кривых упрочнения первого и второго рода и проверки их свойств. Было установлено, что в процессе деформирования, условные напряжения увеличиваются до начала образования шейки, после чего в связи с локальным уменьшением поперечного сечения начинают уменьшаться. Однако истинные напряжения в шейке продолжают расти. Выявлено, что с ростом деформации возрастает степень анизотропии свойств, при этом способность металла к деформации снижается. Все это обуславливается структурными изменениями металла в процессе пластического деформирования, с перемещением дислокаций, их столкновениями, созданием микродефектов, все это приводит к повышению степени анизотропии, повышении нагрузки для дальнейшего деформирования и к снижению способности деформироваться

4. ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ

Выполняя данную курсовую работу, мы ознакомились с индикаторными диаграммами растяжения, с их основными видами, лимитами и характерными точками. В зависимости от типа диаграммы меняется набор характеристик, которые по ней можно рассчитывать, а также их физический смысл. Был проведен комплекс расчетов на основании исходной диаграммы растяжения. Основываясь на данных расчётах (Таблица №2), мы вычислили степени деформации ε, напряжения σ, модули пластичности E’,G’, коэффициент анизотропии и модуль упрочнения для исходного образца. Важнейшими характеристиками механических свойств металлов при растяжении являются предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, относительное удлинение после разрыва, относительное сужение после разрыва. Все эти характеристики дают возможность определить поведение металлов при их дальнейшей эксплуатации.

На основании расчётов и построений графических зависимостей по данному варианту индикаторной диаграммы растяжения, я предполагаю что металл из которого изготовлен образец-это арматурная сталь.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Теория обработки металлов давлением - М.В. Сторожев, Е.А. Попов (4-е изд, 1977)

2.      Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов. Л., 1980

.        Методы неразрушающих испытаний. М., 1983

.        Жуковец И.И. Механические испытания металлов. М., 1986

.        Кроха В. А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. Справочник.

6.      Абдеев Р. Г Лекции - Обработка металлов давлением <http://www.twirpx.com/file/456246/>