ДИАГРАММА Н. Н. ДАВИДЕНКОВА
Диаграмма (рис. 6.45в) предложена в 1930-х годах в Ленинградском физико-техническом институте Н. Н. Давиденковым. Она построена в координатах нормальное напряжение — пластическая деформация и содержит «истинные» кривые нагружения стали, полученные при различных температурах. В те времена «условными» напряжениями называли дробь, где сила — числитель, начальная площадь образца — знаменатель, а «истинными» — дробь, в которой сила — числитель, текущая площадь минимального сечения образца— знаменатель. «Истинную» деформацию обычно определяли как текущее относительное сужение площади поперечного сечения. Построенная в координатах — «истинная» деформация — «истинное» напряжение — кривая нагружения образца называлась его «истинной» кривой нагружения. На рисунке эти «истинные» кривые нагружения, полученные при разных температурах, показаны тонкими сплошными линиями. Чем ниже температура испытаний, тем выше располагается кривая.
Диаграмма Н. Н. Давиденкова представляет собой серию кривых нагружения, полученную при испытании на растяжение одинаковых образцов при разных температурах. Кривая для каждого образца заканчивается точкой, в которой произошло его разрушение. Если излом был хрупким, точка разрушения отмечена крестом. Если произошло вязкое разрушение, то точка разрушения отмечена кружком. Соединив точки с хрупким разрушением, получили линию c—f — зависимости сопротивления отрыву от предварительной пластической деформации. Соединив все точки вязкого разрушения, получили линию f-g — зависимости прочности при вязком разрушении (Sk — конечная прочность) от предшествующей деформации.
На этой диаграмме видны две переходные точки:
1. Точка с соответствует переходу от квазихрупких разрушений к разрушениям при нулевой пластичности, точке с на рис. 6.45а и переходной температуре Тнп.
2. Точка f соответствует переходу от вязкого механизма разрушения к квазихрупкому, точке f на рис. 6.45а и переходной температуре Тм.
Но линии с-а на этой диаграмме нет. На скорректированной диаграмме Давиденкова (рис. 6.45г) такая линия добавлена. Она идет вертикально при ep = 0.
Линия c-f на этой диаграмме представляет собой зависимость сопротивления отрыву при квазихрупких разрушениях от степени предшествующего наклепа. Поскольку при сериальных испытаниях на растяжение конструкционных сталей разрушения на линии c-f происходят только при очень низких температурах, увеличение S^ от предшествующей пластической деформации здесь имеет место только за счет поправки AS1 по формуле (6.103).
Еще в 1924 году А. Ф. Йоффе с сотрудниками на каменной соли показал, что линия c-f не зависит ни от температуры, ни от скорости деформации. Позже это подтвердилось и для конструкционной стали.
При деформации растяжением экспонента для ASlep имеет небольшой прогиб вниз, как показано на скорректированной диаграмме рис. 6.45г. И от этого на диаграмме Давиденкова происходит существенное изменение.
Как видно из рис. 6.45г, при снижении температуры кривая нагружения с выпуклостью вверх сначала касается кривой хрупкой прочности c-h с выпуклостью вниз только в точке i (отмеченной квадратиком); здесь происходит первое при снижении температуры квазихрупкое разрушение. При дальнейшем снижении температуры кривые нагружения пересекают линию c-h в двух точках k и l, отмеченных на рисунке такими же квадратиками. По мере снижения температуры эти точки расходятся. При этом на диаграмме Давиденкова от линии c-f квазихрупких разрушений остается только участок c-i. От линии вязких разрушений f-g остается только участок m-g. Между точками m и i появляется срыв, отмеченный штрихпунктирной горизонталью.
На исправленной диаграмме Йоффе (рис. 6.456) описанное явление приводит к искривлению линии c—i—h квазихрупких разрушений так, что при одной и той же температуре вблизи Тнп возможны два значения пластической деформации, при которых происходит разрушение. Если нагружение образца происходит при постоянной температуре, то реализуется только участок c-i этой кривой. При дальнейшем повышении температуры происходит вертикальный скачок прочности по линии i-m и далее — вязкие разрушения по линии m-g.
Однако если предварительно нагрузить образец при температуре выше точки i до напряжений выше напряжений, соответствующих точке i, но ниже линии m-g, а потом начать постепенно снижать температуру, увеличивая нагрузку, то можно получить разрушения на отрезке i-h. Они происходят при необычайно большой (для этих температур) пластичности материала. Существование этого явления было экспериментально подтверждено в институте металлофизики АН УССР (ныне — физико-технологический институт металлов и сплавов (г. Киев)).
Из рис. 6.45б следует, что точка f как пересечение кривых с - i-h и f-m-g вообще может не существовать.
Переходная температура Тм в случаях, когда зависимость прочности от температуры (линия c-i-h) дает при заданной температуре два значения прочности, определяется не пересечением кривых, а максимумом по температуре (точкой i) для кривой c-i-h.