Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 1

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 1. 2017 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 107 Методики экспериментального исследования Чтобы получить представление о том, на что «способен» исследуемый материал, и параметры модели общего течения материала, следует пользоваться опробованной методикой [6]. Нагружая с заданной скоростью или по заданной траектории партию образцов, каждый из которых испытывается при своей температуре в достаточно широком её диапазоне, и, проведя термоактивационный анализ, получаем силовые зависимости ЭА разрушения. В области повышенных температур, если материал не изменяет своего структурного состояния, обычно получается линейная зависимость ЭА разрушения от напряжений. На рисунке 1 приведены результаты полученных данных для некоторых марок сталей (в скобках указан диапазон температуры испытаний). Это наиболее быстрый способ, не всегда, конечно, заменяющий исследования длительного разрушения (возможных изменений структуры). 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 150 300 U=RT ln(τν 0 ), кДж/моль σ, МПа 1 2 3 4 5 6 Рис.1. Силовые зависимости ЭА разрушения сплавов на основе α-железа при монотонном ( 1 – 5 ) и циклическом ( 6 ) нагружениях: 1 – сталь 30ХГНСА, отпуск 693 K (293–723 K); 2 – сталь 30ХГСА, отпуск 783 K (293–873 K); 3 – сталь 30ХГСНА, отпуск 973 K (293–683 K); 4 – сталь 45 (293–873 K); 5 – сталь 08 (293–973 K); 6 – сталь 09Г2С (389–588 K, частота 2 и 10 Гц) Все испытанные марки сталей имеют характерные изломы в силовых зависимостях ЭА разрушения, которые расположены между двумя прямыми U 0 – γ min  и U 0 – γ max  , что свидетельствует о релаксационных процессах, происходящих в структуре этих материалов. Подобные явления наблюдаются также и в алюминиевых сплавах и воспроизводятся в расчётах в виде спектра релаксационных процессов [6]. Результат монотонного нагружения – это тоже долговечность, определённая для заданной программы нагружения [1]. Данные опытов 1 – 3 и 6 , проведённых автором, соответствуют каждому испытанному образцу. Кривые 4 и 5 построены по усреднённым данным, взятым из справочника [9]. Среднее значение U 0 = 294,3 кДж/моль со средним квадратическим отклонением 9,7 кДж/моль для всех представленных данных. При циклическом нагружении строится амплитудная зависимость раскрытия петли неупругости, по которой каждый участок прироста её раскрытия связывается с долговечностью, получаемой экспериментально при фиксированных параметрах цикла нагружения. На рисунке 2 построена такая зависимость по экспериментальным данным, приведённым в работе [10], где выделены характерные участки прироста неупругости