Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 72 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 3 Показатели максимальной загрязненности стали 45 включениями различного типа в десяти анализируемых плавках Оценка в баллах по ГОСТ 1778 и максимальный размер включений Оксиды строчечные Оксиды точечные Силикаты хрупкие Силикаты пластичные Силикаты неде- формирующиеся Сульфиды пластичные Нитриды и карбонитриды строчечные Нитриды и карбонитриды точечные 4б 5а 3б 3а 4б 5а 2а 2а Рис. 2 . Строчечные ( а ) и точечные ( б ) включения в стали 45 а б состоят преимущественно из сульфида марган- ца. Результаты металлографических исследова- ний были использованы в дальнейшем для зада- ния параметров математических моделей. Результаты исследований, проведенных ранее на кафедре материаловедения в маши- ностроении НГТУ, свидетельствуют, что в ус- ловиях многократного динамического сжатия разрушение материала происходит в результа- те накопления повреждений вблизи дефектов и концентраторов напряжения [20]. Данные мате- матического моделирования (табл. 4, рис. 3 и 4) позволяют сделать вывод, что даже в условиях сжатия вблизи дефектов в материале формиру- ются локальные области растягивающих напря- жений. Максимальный уровень эквивалентных напряжений, равный 2920 МПа, зафиксирован вблизи дефектов строчечного типа в случае их ориентации перпендикулярно действию внеш- ней силы. Вблизи дефектов в форме ромба мак- симальный расчетный уровень напряжений до- стигает 680 МПа. На границе дефекта круглой формы максимальная величина эквивалентных напряжений составляют 600 МПа. Результаты численного эксперимента пока- зывают, что существенное влияние на интенсив- ность поля напряжений оказывает морфология неметаллических включений. Наибольший уро- вень эквивалентных напряжений зафиксирован у дефектов в виде пор (табл. 4). Вблизи пла- стичных неметаллических включений величина эквивалентных напряжений в 1,8…2 раза ниже. Распределение напряжений вблизи жестких и прочных включений оксидов алюминия является принципиально иным. Напряжения локализуют- ся в материале включения, а в основном матери- але их уровень минимален. Оксидные включе- ния обладают высокой прочностью, поэтому вероятность их разрушения при локализации поля напряжений в материале включения не- значительна. Таким образом, на основании рас- четных данных можно утверждать, что в усло- виях нагружения многократным динамическим