Эту зависимость на каменной соли установили A. Ф. Йоффе, М. В. Кирпичева и М. А. Левицкая в 1924 г. Предшествующая пла­стическая деформация размельчает структуру материала и умень­шает размер субмикротрещин, вызывающих хрупкое разрушение.

Формулу этой зависимости для стали мы составили из следую­щих соображений. Если круглый образец с диаметром d0 пласти­чески удлиняется до деформации ep, и его диаметр сокращается до d, то, учитывая постоянство объема при пластической дефор­мации, можно записать:

e(L )=(I J=2in (d

откуда

10 = eXP{-t). (6.102)

Если количество зерен в поперечном сечении образца при пла­стической деформации остается неизменным, то формула (6.102) останется справедливой и для изменения диаметра зерна в попе­речном сечении при пластической деформации. Если ep положи­тельна, то диаметр зерна в поперечном сечении будет уменьшать­ся, если отрицательна (сжатие), то он будет расти.

Но согласно формуле (6.99) сопротивление отрыву обратно про­порционально корню квадратному от диаметра зерна. Поэтому поправка на изменение сопротивления отрыву по этой причине должна иметь вид

d „I e1

Поправка AS1 представлена прямой наклонной линией на рис. 6.39.

По оси абсцисс отложено:

= exp

Однако эксперименты показывают, что величина коэффици­ента bs1 для сталей лежит в интервале 102-280 кГ/мм2. Чтобы со­поставить эти значения с коэффициентом bsd при d-1/2, в формуле

(6.99) были вычислены значения р = bs1 • d0-1/2. Тогда формула

(6.103) примет вид, _

AS1(ef) = _ Ь

4d

и угловой коэффициент р можно сравнивать по величине с угло­вым коэффициентом bsd формулы (6.99). Этот параметр лежит в интервале 26-90 кГ/мм2, что в 2-8 раз больше, чем коэффици­ент 11,5 в формуле (6.100). Данный факт говорит о том, что при пластической деформации длина линейных скоплений дислока­ций Lp, образующих клиновые субмикротрещины, изменяется в 22-82 раза быстрее, чем диаметр образца. Происходит размельче­ние структуры.

Экспериментальные результаты показали, что если сталь пред­варительно деформировать пластически при температурах ниже -100°С, то приращения сопротивления отрыву очень хорошо ук­ладываются на линию, построенную по формуле (6.103). Однако если сталь предварительно деформировать при комнатной темпе­ратуре, то у сопротивления отрыву появляется еще одна поправ­ка, которая всегда положительна, а скорость ее увеличения зату­хает с ростом пластической деформации. Мы описали ее формулой

(6.104)

Экспериментальные результаты, полученные на стали типа Ст3, дали следующие значения постоянных параметров этой фор-

bs2 = 15,5 кГ/мм2

— если был предварительный наклеп растяжением;

bs2 = 5,5 кг/мм2

— если был предварительный наклеп сжатием.

Эта зависимость выражается формулой

bS2(eip) = if(e1p >0, 15.5, 5.5).

Появление поправки AS2(ep) мы объяснили тем, что если пла­стическая деформация идет при комнатной температуре, то помимо размельчения структуры (уменьшения длины линейных скопле­ний Lp) происходит уменьшение неравномерности распределения напряжений второго рода и уменьшение действия других возмож­ных концентраторов напряжений.

В итоге, сопротивление отрыву с учетом пластической дефор­мации можно вычислять по формуле

S,^ (eP) = S^. 0 + AS1(ep) + AS2(ep),

где S^. 0 — сопротивление отрыву, определенное без учета пред­варительной пластической деформации по формуле (6.99).

Обе поправки показаны на рис. 6.39.