361 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
361
дислокационной структуры способствует частичному восстановлению пластичности и
вязкости стали, но снижает интенсивность возрастания упрочнения [2].
При деформации растяжением (в области равномерной деформации) упрочнение
возрастает по затухающей кривой, а пластичность и вязкость также монотонно снижаются по
затухающей кривой [7].
При циклической деформации, в отличие от односторонней, пластичность и вязкость
после первичного снижения частично восстанавливаются.
Послойный электронно-микроскопический анализ по толщине широкого бруса
показал [2], что в каждом слое металла идет процесс увеличения плотности дислокаций,
образование ячеистой дислокационной структуры, а затем полосовой. При пластическом
изгибе, так как деформация по сечению бруса возрастает от нейтральной линии, деформации
к поверхности в каждом слое металла протекает указанная эволюция дислокационной
структуры. Чем ближе к поверхности, тем деформация больше и процессы протекают при
меньшем числе циклов изгиба.
При односторонней деформации растяжением развитие ячеистой дислокационной
структуры протекает равномерно по всему сечению образца. Несмотря на сходный характер
развития дислокационной структуры, при циклической деформации наблюдается частичное
восстановление пластичности и вязкости стали.
Следует отметить, что наибольшее снижение пластичности и вязкости наблюдается
вначале деформирования до 10-12% суммарной деформации. Это соответствует увеличению
плотности отдельных дислокаций [8]. Частичное восстановление пластичности и вязкости
происходит в интервале (12-25)% суммарной деформации. В этом интервале суммарной
деформации происходит формирование ячеистой дислокационной структуры.
Таким образом, полученные данные показывают, что наличие ячеистой
дислокационной структуры не объясняет частичное восстановление пластичности и вязкости
стали.
В работе [10] показано, что при циклическом пластическом изгибе в поверхностном
слое (толщиной около (1-1,5)
возникают остаточные напряжения сжатия, а в
центральном слое – остаточные напряжения растяжения. Известно [11,12], что остаточные
напряжения сжатия способствуют «залечиванию» микротрещин и повышают вязкость стали.
По теории Давиденкова-Фридмана [13,14] пластическая деформация обусловлена
касательными напряжениями. Области сжатия способствуют деформации сдвига, т.е.
касательным напряжениям.
Таким образом, при циклическом изгибе действуют два фактора повышающие
вязкость и пластичность: ячеистая дислокационная структура и остаточные напряжения
сжатия в поверхностном слое. Вместе с этим действуют факторы снижающие вязкость и
пластичность: увеличение плотности отдельных дислокаций и их скоплений и наличие
остаточных напряжений растяжения в центральной части бруса.
Заключение
При циклическом пластическом изгибе широкого бруса из низколегированной стали
10Г2С1 ударная вязкость при комнатной температуре и при минус 70
о
С с увеличением
суммарной деформации вначале уменьшается, а затем при суммарной деформации (11-22)%,
частично восстанавливается. При суммарной деформации более (30-40)% ударная вязкость
снижается. Аналогичное изменение претерпевает относительное удлинение.
На основании проведенных исследований и литературных данных проанализированы
факторы, влияющие на вязкость и пластичность стали. При циклическом изгибе широкого
бруса в поверхностном слое толщиной (1-1,5)
возникают остаточные напряжения