ДИНАМИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ

5.1.4.1.

ЭФФЕКТ ПОРТЕВЕНА-ЛЕШАТЕЛЬЕ Если растягивать сталь при комнатной температуре с очень низкой скоростью деформации или при повышенных температу­рах с несколько большей скоростью, то на диаграмме нагружения появляются ступеньки или зубцы. Это явление было названо эф­фектом Портевена-Лешателье. На рис. 5.10 линией 1 показана диаграмма растяжения стали СтЗкп, полученная автором при ком­натной температуре на испытательной машине, нагрузка которой производилась вручную.

Разрывная машина была огорожена от случайных прикосно­вений, и в течение рабочего дня через каждые 20...30 мин вал ее мотора подкручивался на несколько оборотов рукой. Растяжение стандартного десятикратного образца диаметром 10 мм заняло пару месяцев. На кривой 1 видно, что при очень медленном нагру­жении образца происходит увеличение предела текучести по прак­тически вертикальному отрезку кривой. Далее следует увеличен­ная по оси деформаций почти горизонтальная площадка текучести. Когда она заканчивается, процесс повторяется, и снова имеет ме­сто ступенька от нового старения. По мере роста деформации раз­меры этих ступенек возрастают.

Наблюдения за полированной поверхностью образца при таком растяжении позволяют объяс­нить механизм образования дан­ных ступенек на диаграмме. Ма­товые линии полос скольжения возникают вначале у одной из го­ловок образца. В этот момент ли­ния на диаграмме становится го­ризонтальной. Далее фронт линий скольжения распространяется по длине образца. Поскольку на ука­занной стадии в деформацию во­влекаются все новые участки ма­териала, напряжения остаются практически постоянными, пока деформация не распространится на всю длину. Затем возникают новый скачок напряжений и новое распространение фронта линий скольжения по длине образца на следующей площадке текучести.

кгс/мм2

ДИНАМИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ

О 0,4 0,8 АI, мм

і і і і і і

0 1,0 2,0 3,0

бил.. %

Рис. 5.10

Диаграммы растяжения низкоугле­родистой стали при разных скоро­стях деформации

Скачки напряжения вызваны тем, что за время распростране­ния очередного фронта линий скольжения по длине образца успе­вает произойти процесс старения наклепанного металла.

Для сопоставления на этом же графике кривой 2 показана диа­грамма растяжения аналогичного образца при стандартной для испытательной машины скорости растяжения. Расстояние меж­ду кривыми 1 и 2 представляет собой Аст динамического старения, полученное при комнатной температуре за счет чрезвычайно ма­лой скорости деформации.

На этом же графике в координатах (P — нагрузка, А1 — удлине­ние) приведена диаграмма растяжения пятикратного микрообраз­ца из спокойной стали М16С при повышенной температуре. На диа­грамме видны зубцы, связанные с динамическим старением стали в процессе растяжения.

Оставить комментарий