Спосіб зменшення анізотропії листових металевих матеріалів

Спосіб зменшення анізотропії механічних характеристик листових металевих матеріалів, що 3 43353 Приклад Здійснювали зменшення анізотропії листового металевого матеріалу - економнолегованої сталі 07Х13Н4АГ20, що має у стані поставки аустенітну структуру. Аустенітна структура зберігається, за даними деяких дослідників, при охолодженні до 20К [див.: Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. - 320с.]. Виготовляли дві серії геометрично тотожних плоских п'ятикратних зразків. Зразки вирізали з листа товщиною 12,0мм. Першу серію вздовж, а другу - поперек напрямку прокатування. Додаткову термообробку сталі не здійснювали. Зразки розтягували з постійною швидкістю на установці УТН-10 в умовах температур 293К (на повітрі), 77К (в середовищі рідкого азоту) та 4,2К (в середовищі рідкого гелію). На зразки у процесі навантажування діяли імпульсами електричного струму (ІЕС). ІЕС амплитудою 3кА, тривалістю 10-2с пропускали через робочу частину зразка по напряму сили, що діє, при певних рівнях залишкової деформації 0 (0,25σ0,2; 0,5σ0,2); 0,4; 0,8; 6,0% і далі з кроком 5% до руйнування, де σ0,2 значення границі плинності матеріалу. У процесі навантажування дискретно вимірювали і електричний опір зразків. В однакових умовах досліджували п'ять-сім зразків. Результати вимірювань осереднювували. Як значимі приймали зміни осереднених значень лише тоді, коли різниця між значеннями характеристик, визначе 4 них на кожному зразку серії, у порівнюваних точках, перевищувала чутливість системи вимірювання по даному параметру. У процесі деформування якісно і інтегрально зміни структурного стану металу оцінювали по зміні електричного опору. Анізотропія електричного опору наклепаного металу пов'язана з неоднаковим викривлюванням по напрямам просторової ґратки. Менш значний вплив на таку анізотропію спричиняє невідповідність у змінах міжатомних зв'язків і викликане цим збільшення міжатомних відстаней. Із зниженням температури до температури близької до абсолютного нуля, опір наклепаного металу зменшується, але має залишкове значення залишається більшим ніж у відпаленого металу, опір якого при температурі Т→0К також наближається до нуля. Тобто, при таких температурах анізотропія електричного опору визначає анізотропію, викликану наклепом. Це відноситься і до таких гетерогенних структур, якими є конструкційні матеріали. Результати дослідження свідчили про те, що оптимальним для пропонованого способу є навантажування листового металевого матеріалу до утворення у матеріалі механічних напружень ат, значення яких відповідає виразу σt=(0,5-0,9)σв, та вибір таких напрямків, при яких вектор густини електричного струму та максимальне значення електричного опору матеріалу співпадають. Отримані дані наведені у таблицях 1 і 2. Таблиця 1 Анізотропія механічних характеристик сталі 07Х13Н4АГ20 A s %o 293 77 4,2 A s 0, 2 Ad Ay 1,6 8,1 8,5 0,5 2,5 3,4 Т, К 0,6 11,4 15,6 1,1 6,8 6,8 6,3 12,8 4,0 1,6 4,5 13,3 1,3 8,6 24,4 2,6 8,5 1,2 Примітка: Над рискою наведені значення, одержані у вихідному стані, під рискою - при дії імпульсів електричного струму Таблиця 2 ( AR Анізотропія електричного опору сталі 07Х13Н4АГ20 R max - Rmin = , %) , де Rmax і Rmin - максимальне та мінімальне значення електричного опору Rmax Напруга σ=0 σ→Sk у вихідному стані під час дії ІЕС Т=293К 23,1 Т=77К 37,0 Т=4,2К 70,1 6,1 16,8 138,0 60,4 94,2 98,6 Примітка. Sk - напруження, при якому руйнується зразок Аналогічні дослідження були проведені на таких металевих матеріалах: 03Х20Н16АГ6, АМг6 та ін. при температурах 293, 77 та 4,2К. В результаті було встановлено, що пропонована обробка суттєвим чином змінює анізотропію механічних властивостей сталі, нівілюючи її прак 5 43353 тично до нуля, що дозволяє підвищити, зокрема, ресурс деталей машин, виготовлених з листових Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 матеріалів, які були піддані обробці у відповідності до пропонованого способу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601