OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 2 2024 135 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Рис. 9. Зависимость интенсивности деформаций εi тонких сечений с координатами Kh = 0,5 (3, 4) и 0,85 (1, 2) спеченной заготовки от ее приведенного радиуса Kr, определенные: 1 и 3 – экспериментально; 2 и 4 – моделированием Fig. 9. Dependence of strain intensity εi of thin sections with Kh = 0.5 (3, 4) and 0.85 (1, 2) of the sintered blank on its reduced radius Kr, determined: 1 and 3 – experimentally; 2 and 4 – by simulation Уравнение для определения напряжения τк на касательной поверхности инструмента и пористой заготовки имеет следующий вид [9, 23]: 3 (1 ) , s τ = μσ − Θ ê (8) где μк – коэффициент контактного трения; Θ – относительная плотность заготовки. Подставляя выражение (7) в формулу (6), нашли 3 1 ( ) (1 ) 3 s s D d p h − ⎛ ⎞ = σ + μσ − Θ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ . (9) Решая совместно зависимости (8) и (5), определяли работу активных сил: a 2 2 ( ) 4 A D d π = − × ( ) 3 1 (1 ) . 3 s s D d h h ⎡ − ⎤ ⎛ ⎞ × σ + μσ − Θ Δ ⎜ ⎟ ⎢ ⎥ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ (10) Предел текучести σs спеченной коррозионно-стойкой стали зависит от многих факторов – химического состава, структуры, пористости, концентрации и конфигурации инородных включений и др. При оценке влияния пористости на предел текучести спеченных конструкционных материалов используют различные формулы. В частности, в работе [18] предложено следующее выражение: 2 2(1 ) 4 3 s so − Θ σ = σ − Θ , (11) где σsо – предел текучести компактного материала. У компактных хромоникелевых сталей аустенитного класса σ0,2 = 250…450 МПа. Поэтому σs спеченных сталей, состав которых указан в табл. 2, определяли экспериментально по ГОСТ 1497–84, используя призматические образцы для испытания на растяжение. В табл. 2 показаны некоторые механические свойства и пористость призматических образцов после спекания при 1150 °С в течение 1,5 ч. Предел прочности образцов, спеченных в диссоциированном аммиаке, очень низкий, так как даже в случае спекания в засыпке хром интенсивно окисляется, особенно по границам частиц порошков, вследствие взаимодействия не только с кислородом, содержащимся в защитной среде, но и с кислородом, захлопнутым в порах заготовки. В образцах, полученных из смеси порошков феррохрома, железа с добавками меди и никеля, даже после спекания в вакууме относительное удлинение δ и относительное сужение Ψ не превышают 1 % (табл. 2). Поэтому в расчетах предел текучести всех исследуемых сталей, у которых δ и Ψ меньше 1–2 %, приняли равным пределу прочности. Поскольку на пластические свойства сталей влияют не только химический состав и структура, но и напряженно-деформированное состояние, то для оценки σs проводили радиальную осадку спеченных кольцевых образцов с остаточной пористостью 14–25 %. Было установлено, что в зонах сжатия относительная плотность при осадке возрастает до 0,95…0,97 и трещины появляются только в зонах растяжения. С учетом этого в расчетах приняли σs = 200 МПа. Для определения контактных напряжений τк и коэффициента трения применяли метод поперечной деформации спеченной заготовки, используя пуансон с разным диаметром (рис. 10). Начальная высота спеченных кольцевых заготовок составляла 14,5 мм, наружный диаметр 25 мм, толщина стенок hr = 2,75 мм. Перед испытанием на внутреннюю поверхность спеченных заготовок наносили смазочные материалы в виде суспензий, состоящие из ча-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1